pobierz (PDF, 7.4 MByte) - Control Engineering Polska
Transkrypt
pobierz (PDF, 7.4 MByte) - Control Engineering Polska
ISSN 1731-5301 64 Jak to się robi: Zmniejszenie zużycia energii przy małych obciążeniach Nr 7 (70) Rok VIII Międzynarodowe źródło informacji o sterowaniu i automatyce WRZESIEŃ 2010 Integracja sieciowych systemów sterowania 30 Kontrola procesu Symulatory procesów 52 Sieci i komunikacja Sieci bezprzewodowe oczami użytkownika końcowego 62 Raport Ciągły rozwój IPC – polski rynek komputerów przemysłowych 40 www.controlengpolska.com Pepperl+Fuchs Sp. z o.o. · Marsa 56B · 04-242 Warszawa Tel. +48 22 2569 770 · Fax: +48 22 2569 773 [email protected] · www.pepperl-fuchs.com Podwoiliśmy nasze możliwości w dziedzinie czujników ultradźwiękowych Dzięki nowym technologiom odkrywamy nowe obszary zastosowań Przejęci specjaliści przynieśli ze sobą nową wiedzę i umiejętności www.pepperl-fuchs.com/bero Od 1 lipca 2010, Pepperl+Fuchs dostarcza wszystkie czujniki BERO: indukcyjne, optyczne i ultradźwiękowe Pepperl+Fuchs przejął dział czujników zbliżeniowych Siemensa BERO PRZEPROWADZA SIĘ 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 mgr inż. Łukasz Urbański Współpraca mgr inż. Izabela Cieniak [email protected] Redaktor witryny internetowej Paweł Szczepański [email protected] Redakcja stylistyczna Małgorzata Wyrwicz Niebezpieczne systemy Opracowanie graficzne i skład Grzegorz Solecki [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 Mark T. Hoske, Peter Welander, Patrick Lynch, Bob Vavra, Amara Rozgus, Sara Arami 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] 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. O kazuje się, że systemy przemysłowe nie są bezpieczne. Dowodem tego są doniesienia o lukach w systemach, umożliwiających ataki na systemy SCADA. Już w lipcu firma Trend Micro TrendLabs informowała o zagrożeniu użytkowników Microsoft Windows związanym z luką w zabezpieczeniach. Szkodliwe oprogramowanie, które jako pierwsze skorzystało z tej luki, wydawało się nastawione w szczególności na systemy SCADA. Luka ta powoduje, że użytkownik oglądający zawartość folderu, gdzie znajduje się pewien skrót, jest narażony na infekcję, nawet jeśli nie kliknie tego skrótu dwukrotnie ani nie wyświetli kryjącego się pod nim dokumentu. Niebezpieczeństwo wynika zwłaszcza z funkcji automatycznego uruchamiania urządzeń USB, ponieważ samo włożenie dysku USB powoduje automatyczne wyświetlenie folderów i stwarza zagrożenie dla użytkownika. Z kolei Reuters w swoim komentarzu pisał, że to bardzo nietypowy robak. Wykorzystuje specyficzne cechy atakowanego systemu, więc podejrzewa się, że autor jest związany ze szpiegostwem przemysłowym. Jego znaczenie polega przede wszystkim na tym, że jest to bodaj pierwszy rzeczywisty przykład ataku na systemy przemysłowe i infrastruktury. I nie jest to czczy wymysł, ale realne zagrożenie – i to mimo że zwykle nie są one podłączane do Internetu! Ale nie tylko systemy przemysłowe mogą być celem ataku – nie tak dawno temu prasę obiegła wiadomość, że niebezpieczne są systemy w… samochodach, bazujące głównie na szynach CAN i bezprzewodowych czujnikach (np. ciśnienia w oponach). Sygnały z takich czujników nie są szyfrowane ani weryfikowane przez komputer pojazdu i mogą być w łatwy sposób modyfikowane. Jak może wpłynąć na zachowanie samochodu wyposażonego w ESP informacja o nagłej zmianie ciśnienia w jednej z opon? Aż strach pomyśleć. A niestety fantazja ludzi, ich beztroska i głupota nie zna granic. Przykładem może być choćby pamiętna historia nastolatka z Łodzi, który korzystając z pilota do telewizora zmieniał położenie zwrotnic pod tramwajami, powodując kilka wypadków (pisaliśmy o tym w marcowym wydaniu Control Engineering Polska na str. 42). Warto więc zabezpieczyć swoje systemy, pobierając wszelkie aktualizacje używanych systemów, oraz korzystać z odpowiedniej infrastruktury. Temat zabezpieczenia systemów kontroli obecny jest także na naszych łamach w artykule „Integracja sieciowych systemów sterowania” (str. 30). Autor skupia się na kwestiach bezpieczeństwa i niezawodności systemów sieciowych, wszechobecnych w przedsiębiorstwach. Zadbajmy zatem o bezpieczeństwo, dla naszego własnego… bezpieczeństwa. Tomasz Kurzacz redaktor naczelny [email protected] www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 1 Nr 7 (70) Rok VIII Międzynarodowe źródło informacji o sterowaniu i automatyce WRZESIEŃ 2010 ISSN 1731-5301 64 Jak to się robi: Zmniejszenie zużycia energii przy małych obciążeniach Nr 7 (70) Rok VIII Międzynarodowe źródło informacji o sterowaniu i automatyce 30 WRZESIEŃ 2010 Temat z okładki Integracja sieciowych systemów sterowania Spośród wykorzystywanych obecnie w zakładach przemysłowych sieciowych systemów sterowania tylko niewielka ich część dysponuje zintegrowanymi, wbudowanymi procedurami i narzędziami zabezpieczającymi poprawność transmisji i bezpieczeństwo przesyłanych danych. Wiele z nich instalowano jeszcze przed okresem burzliwego rozwoju popularnych dziś sieci teleinformatycznych typu Ethernet czy Internet, niosących ze sobą wiele dobrodziejstw, ale również i nieznanych wcześniej niebezpieczeństw. Czy systemy, o których mowa, mogą zatem stać się integralną częścią nowoczesnych sieciowych systemów sterowania i monitoringu? Czy można je tak zabezpieczyć, by nie była konieczna ich wymiana, a jednocześnie, by były odporne na współczesne sieciowe zagrożenia? Integracja sieciowych systemów sterowania 30 Kontrola procesu Symulatory procesów 52 Sieci i komunikacja Sieci bezprzewodowe oczami uǏytkownika koŷcowego 62 Raport CiČgųy rozwój IPC – polski rynek komputerów przemysųowych 40 www.controlengpolska.com 40 Temat z okładki: Integracja sieciowych systemów sterowania str. 30 Raport Ciągły rozwój IPC – polski rynek komputerów przemysłowych Sprzedaż na rynku komputerów przemysłowych wciąż rośnie. Najpopularniejszymi urządzeniami są według dostawców płyty 3,5” i 5,25” (wbudowane) oraz IPC obudowane typu Box PC (kompaktowe). W komputerach przemysłowych najczęściej zainstalowane są procesory Intel i AMD oraz systemy operacyjne – Windows CE, Windows XP oraz Windows XP Embedded. Produkty: Balluff – IO-Link Analog Plug str. 71 Produkty: Twinhead T7M – lekki tablet PC str. 69 Produkty: SKF – Nowe bezdotykowe termometry SKF TKTL 10 I TKTL 20 str. 72 2 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com Produkty: Newtech – Niezwykły czujnik wizyjny str. 69 1 12 18 24 30 40 52 62 64 Od redakcji Nowości Niebezpieczne systemy 4 Coraz więcej absolwentów Energy University 4 5 ASTOR dla szkoły w Sulechowie 5 5 Konkurs labview.pl 6 „Laserowa” współpraca FARO i Autodesk 6 WattStation – inteligentna ładowarka do samochodów elektrycznych 8 Ciągły rozwój IPC – polski rynek komputerów przemysłowych Finisz konkursu ASTORA na najlepszą pracę dyplomową 8 Ventia nowym dystrybutorem firmy KOMFOVENT Kontrola procesu 9 Roboty KUKA nagrodzone w konkursie „red dot award” 9 Phoenix Contact na targach Wod-Kan 2010 9 10 Strefa Projektanta Danfoss 11 VISION – Międzynarodowe Specjalistyczne Targi Przetwarzania Obrazu Automatyka Graficzne interfejsy do programowania w automatyce Automatyka Części na wizji Safety Over EtherCAT – międzynarodowy standard bezpieczeństwa 10 lat centrum technicznego Delphi w Krakowie Automatyka Efektywny system wizyjny Temat z okładki Integracja sieciowych systemów sterowania Raport Symulatory procesów Sieci i komunikacja Sieci bezprzewodowe oczami użytkownika końcowego Jak to się robi Zmniejszenie zużycia energii przy małych obciążeniach Zielone technologie Schneider Electric na EXPO 2010 Produkty 71 71 72 Balluff – IO-Link Analog Plug Phoenix Contact – Telemetria i telesterowanie poprzez sieć GSM 72 Eltron – System wizyjny Cognex serii In-Sight firmy o rozdzielczości 5 Mpix 69 70 Twinhead T7M – lekki tablet PC 72 Introl – Termowizyjny system kontroli transportu paliwa na podajnikach taśmociągowych LAND HotSpot IR 70 70 Turck – Stacje zdalnych I/O do stref Ex 68 68 Zamel – Regulator temperatury RTM-30 69 69 Newtech – Niezwykły czujnik wizyjny 71 CSI – FOX-151 – w pełni wodoodporny, 15-calowy panel z Intel Atom 1,6 GHz FARO – Nowa wersja SCENE dla skanerów FARO Photon Guru – Nowe zastosowania kontrolerów ISaGRAF Siemens – Zintegrowanie oprogramowania NX CAM z CNC SINUMERIK solution Line Kuka Robotics – Plug & automate SKF – Nowe bezdotykowe termometry SKF TKTL 10 I TKTL 20 Tłumaczone teksty zostały zamieszczone w niniejszym wydaniu za zgodą redakcji czasopisma „Control Engineering Magazine USA” wydawanego przez firmę CFE Media. 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 CFE Media. Control Egineering jest zastrzeżonym znakiem towarowym, należącym do CFE Media. www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 3 NOWOŚCI Coraz więcej absolwentów Energy University latforma internetowa Energy University, założona z inicjatywy Schneider Electric, globalnego specjalisty w zarządzaniu energią, gromadzi coraz większą rzeszę studentów. Już ponad 26 tys. osób ze 115 krajów skorzystało z centrum edukacyjnego www.myenergyuniversity.com. Energy University to niezależne, internetowe centrum edukacyjne, którego celem jest zwiększenie świadomości społecznej w zakresie efektywnego zarządzania energią. Program edukacyjny – poprzez przedstawienie w przystępny sposób złożonych kwestii dotyczących zarządzania energią – dostarcza wiedzę niezbędną do skutecznego wdrażania efektywnych energetycznie rozwiązań dla biznesu. Szkolenie daje konkretną wiedzę, dzięki której można zaoszczędzić nawet do 30% energii. Efektywne planowanie i wykorzystanie proponowanych rozwiązań pozwala na znaczne ograniczenie kosztów oraz osiągnięcie wymiernych korzyści dla środowiska naturalnego. Kursy kierowane są do osób odpowiedzialnych za zarządzanie, planowanie, projektowanie i tworzenie przestrzeni wykorzystujących energię. Materiały dostępne na Energy University zostały opracowane przez ekspertów Schneider Electric. O sukcesie programu i przekazywanych w nim informacji może świadczyć fakt, że aż 87% uczestników szkolenia zadeklarowało, że wykorzysta zdobytą wiedzę w praktyce. P ASTOR dla szkoły w Sulechowie irma ASTOR dostarczy swoje rozwiązania do laboratorium energetyki odnawialnej, budowanego przez Państwową Wyższą Szkołę Zawodową w Sulechowie. Projekt ma za zadanie wspomagać wdrażanie nowoczesnych technologii oraz wspierać przygotowanie kompetentnej kadry inżynierskiej dla przedsiębiorstw projektujących, wytwarzających i wdrażających urządzenia odnawialnych źródeł energii. Obiekt składać się będzie z Laboratorium Cieplnej Energetyki Odnawialnej, Laboratorium Elektroenergetyki i Maszyn Elektrycznych oraz Laboratorium Przemysłowych Systemów Informatycznych. Na placu laboratoryjnym zlokalizowane będą pompy ciepła, generatory wiatrowe, kolektory słoneczne, panele fotowoltaiczne, a na dachu – układ solarny. W obiekcie zamontowany zostanie również system trigeneracji. Całość instalacji sterowana będzie za pomocą dostarczonego przez ASTOR kontrolera GE Intelligent Platforms z rodziny PAC- F 4 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l Kursy dostępne na platformie Energy University nie promują konkretnych produktów, lecz skupiają się na kluczowych koncepcjach i najlepszych praktykach niezbędnych do osiągnięcia wysokiego stopnia sprawności w zarządzaniu energią. Od początku działania internetowego centrum edukacyjnego zostało uruchomionych 25 kursów. Wśród tematów znajdują się m.in.: • System HVAC – ogrzewanie, wentylacja, klimatyzacja • Podstawy efektywności energetycznej • Ekonomia efektywności energetycznej • Wdrażanie „zielonych” technologii w energetyce i środowisku w oparciu o standardy LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) • Alternatywne źródła energii • Audyt energetyczny • Technologie alternatywnego zasilania • Efektywność centrum danych: redukowanie poziomu zużycia energii elektrycznej Kursy Uniwersytetu Energetycznego dostępne są na żądanie ze strony www.myenergyuniversity.com. www.schneider-electric.com Systems RX3i, pracującego w systemie Hot Standby Redundancy. Redundancja zapewniona będzie na poziomach jednostek nadrzędnych, łączy sterujących i synchronizacji oraz sieci Ethernet. Stały monitoring sterowania i badania, źródłeł energii oraz obiektu zapewnią czujniki wielkości elektrycznych i nieelektrycznych. Utworzy system pomiarowy, pozwoli na badanie oraz ocenę parametrów zastosowanych urządzeń oraz na analizę efektywności opracowywanych algorytmów sterowania. System automatyki i system pomiarowy zintegrowany będzie za pomocą nadrzędnego systemu BMS, realizowanego za pomocą oprogramowania Wonderware. Z jego poziomu będzie się odbywać zarządzanie obiektem. Do systemu BMS włączone zostaną jednostki centralne redundantnego układu sterowania, stacje operatorskie, przemysłowe panele operatorskie, mierniki parametrów sieci oraz systemy: pomiarowy, EIB, dozorowy i oświetlenia zewnętrznego. Oprogramowanie zapewni możliwość zarządzania systemem ciepłowniczym i elektrycznym oraz badania różnych źródeł energii w obiekcie rzeczywistym. www.astor.com.pl www.controlengpolska.com NOWOŚCI Safety Over EtherCAT – międzynarodowy standard bezpieczeństwa łosami komitetów IEC z 27 krajów protokół Safety over EtherCAT został włączony do normy IEC 61784-3, stając się międzynarodowym standardem bezpieczeństwa w komunikacji przemysłowej. W normie tej protokół Safety over EtherCAT zdefiniowano jako FSCP typ 12 (Functional Safety Communication Profile), czyli przykład systemu komunikacji odpornego na zakłócenia i ewentualne błędy w transmisji danych. Protokół spełnia również restrykcyjne wymagania bezpieczeństwa informacji stopnia SIL3 stawianie przez normę IEC 61508. Nie musi G on być stosowany wyłącznie z technologią EtherCAT. Bezpieczeństwo transmisji z wykorzystaniem protokołu potwierdzone zostało certyfikatem TÜV SÜD. Pakiety danych mogą być wysyłane nie tylko wewnątrz sieci, w której znajduje się urządzenie, ale również – z wykorzystaniem bram lub routerów – do sieci sąsiednich, z zachowaniem standardu bezpieczeństwa przesyłu danych. Cała instalacja działa wtedy w jednym tylko systemie bezpieczeństwa. Wydanie drugie normy IEC 61784-3 ma się ukazać wkrótce. www.beckhoff.pl 10 lat centrum technicznego Delphi w Krakowie elphi Automotive obchodzi dziesiątą rocznicę krakowskiego Centrum Technicznego – wiodącej jednostki badawczo-rozwojowej w kraju pod względem swojej historii oraz osiągnięć. W krakowskim centrum inżynierowie pracują nad rozwojem innowacyjnych technologii proekologicznych oraz zapewniających bezpieczeństwo. Obszary specjalizacji to: projektowanie elektroniki i oprogramowania dla systemów wbudowanych, architekturę elektryczną-elektroniczną, produkty kontroli emisji oraz testowanie i walidację. Wśród technologii, nad których rozwojem pracują krakowscy inżynierowie, są: elektroniczny radar skanujący (ESR) dla pojazdów, bezhalogenowy kabel o ultracienkich ściankach, moduł pochłaniacza par paliw dla pojazdów hybrydowych, urządzenie monitorujące stan akumulatora, systemy klasyfikacji wagi pasażera (PODS), systemy Złączy Delphi. Znaczna część z 600 pracowników krakowskiego ośrodka badawczo-rozwojowego rozpoczęła swoją przygodę z branżą motoryzacyjną podczas praktyk studenckich w Delphi. www.delphi.com D Konkurs labview.pl erwis Polskie Centrum LabVIEW zaprasza do udziału w konkursie LabVIEW Tool 2010. Aby wziąć w nim udział, należy napisać w środowisku LabVIEW dowolny dodatek, narzędzie lub zestaw bibliotek z funkcjami przydatnymi w codziennym użytkowaniu środowiska. Tegoroczna edycja konkursu to również kilka nowości, m.in. możliwe jest zgłoszenie prac przez maksymalnie 3-osobowe grupy programistów. Każdy uczestnik będzie miał możliwość wygrania atrakcyjnych nagród, w tym karty pomiarowe lub licencje LabVIEW ufundowane przez National Instruments, CIT Engineering oraz Veritech. www.labview.pl S NOWOŚCI „Laserowa” współpraca FARO i Autodesk utodesk, dostawca oprogramowania do projektowania, konstruowania oraz wizualizacji w 2D i 3D, oraz FARO, dostawca przenośnych systemów pomiarowych oraz rozwiązań do obróbki obrazów 3D, poinformowały o nawiązaniu współpracy. Jej celem jest umożliwienie bezpośredniej integracji danych w postaci chmur punktów z oprogramowaniem AutoCAD 2011. FARO i Autodesk zawarły również umowę, w ramach której firma FARO będzie reklamować oprogramowanie AutoCAD Plant 3D jako preferowaną aplikację do modelowania trójwymiarowego stosowaną w projektowaniu zakładów produkcyjnych. Ponadto firma Autodesk poinformowała, że skaner laserowy FARO Photon jest preferowanym sprzętem do rejestrowania danych w postaci chmur punktów zakładów produkcyjnych, wykorzystywanych później w oprogramowaniu AutoCAD Plant 3D. Dzięki wspólnej pracy inżynierów i programistów w programie AutoCAD 2011 jest możliwe bezpośrednie importowanie binarnych danych skanów z FARO Scene – oprogramowania firmy FARO, służącego do przetwarzania skanów ze skanera laserowego FARO. Wprowadzenie specjalnej platformy do przetwarzania chmur punktów, która została bezproblemowo zintegrowana z oprogramowaniem AutoCAD, oznacza jeszcze większe możliwości dla klientów. Program AutoCAD 2011 może przetwarzać do 2 bln punktów, które za pomocą zaawansowanych narzędzi mogą być użyte do modelowania trójwymiarowego, osiągając A przy tym niezwykle wysoką skuteczność wykorzystania danych skanów. Firmy Autodesk i FARO oferują technologie i zaawansowane rozwiązania zwiększające możliwości klientów oraz skracające proces pracy. Dzięki funkcji bezpośredniego importowania binarnych danych skanów do oprogramowania AutoCAD 2011, użytkownicy produktów firmy Autodesk będą mogli korzystać z bardziej zaawansowanego modelowania trójwymiarowego. Natomiast użytkownicy skanerów laserowych FARO nie będą musieli już korzystać z dużych, zajmujących wiele miejsca plików w neutralnym formacie, ponieważ wszystkie dane zarejestrowane skanerem będą przesyłane bezpośrednio do oprogramowania AutoCAD 2011. W przypadku klientów z branży produkcyjnej i sektora energetycznego udostępnienie obsługi chmur punktów w programie AutoCAD 2011 istotnie przyspieszy proces konwersji informacji o istniejących budynkach na modele trójwymiarowe. Opierająca się na oprogramowaniu AutoCAD aplikacja AutoCAD Plant 3D oferuje sprawdzone funkcje projektowania w oparciu o modele dla największych projektów budów zakładów produkcyjnych. Została ona specjalnie stworzona do projektowania, modelowania i opracowywania dokumentacji zakładów produkcyjnych. www.faro.com/poland www.autodesk.com WattStation – inteligentna ładowarka do samochodów elektrycznych irma GE przedstawiła inteligentną stację ładowania pojazdów elektrycznych WattStation. Ten łatwy w obsłudze terminal powstał z myślą o szybszym upowszechnieniu pojazdów elektrycznych ładowanych bezpośrednio z sieci. Do największych zalet WattStation należą: znacznie krótszy czas ładowania akumulatorów, a także umożliwienie dostawcom energii zarządzanie wpływem pojazdów elektrycznych na lokalne i regionalne sieci energetyczne. GE WattStation to przede wszystkim szybkie i wygodne ładowanie akumulatorów. Nowy terminal zaprezentowany przez GE skraca średni czas ładowania pojazdu elektrycznego z 1218 godzin do zaledwie 48 godzin w porównaniu ze standardowym ładowaniem do „poziomu 1”, przy założeniu pełnego cyklu ładowania akumulatora 24 kWh. Ciekawym rozwiązaniem jest również system diod wskazujących dostępność stacji. F 6 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l GE WattStation łączy funkcjonalność z przyjazną dla użytkownika formą opracowaną przez znanego projektanta przemysłowego Yvesa Behara. Stacja GE WattStation będzie dostępna w sprzedaży na całym świecie w 2011 r. Jeszcze w 2010 r. GE opracuje specjalną wersję przeznaczoną do przydomowego użytku i montażu np. w garażach. Firma GE poinformowała także o dwóch nowych sojuszach partnerskich mających na celu szybsze upowszechnienie pojazdów elektrycznych. W kwietniu 2010 r. Project Get Ready, organizacja non profit kierowana przez Rocky Mountain Institute, wybrała firmę GE na doradcę technicznego w sprawach związanych z projektowaniem i planowaniem regionalnych sieci energetycznych dostosowanych do ich obsługi. W maju 2010 r. firmy GE Global Research i Nissan podpisały trzyletnie porozumienie, które ma na celu określenie nowych technologii niezbędnych do zbudowania niezawodnej i dostosowanej do potrzeb użytkowników infrastruktury sprawnego ładowania pojazdów. www.ecomagination.com/wattstation www.controlengpolska.com Nowa www.INTROL.pl Zobacz Ją z lepszej strony • porównaj z Nią modele • dobierz z Nią parametry i funkcje • zapytaj Ją o radę Przedsiębiorstwo Automatyzacji i Pomiarów Introl Sp. z o.o. www.introl.pl NOWOŚCI Finisz konkursu ASTORA na najlepszą pracę dyplomową eszcze tylko do 30 września można nadsyłać prace do konkursu „ASTOR na Najlepszą Pracę Dyplomową”. Na zwycięzców czekają nagrody pieniężne i ciekawe możliwości rozwoju zawodowego. Konkurs „ASTOR na Najlepszą Pracę Dyplomową” jest prestiżowym i uznanym w kręgach studenckich przedsięwzięciem, które z każdą edycją przyciąga więcej uczestników. Pomysłodawcą i organizatorem konkursu jest firma ASTOR – dystrybutor nowoczesnych technologii dla przemysłu. Prace zgłaszane do konkursu muszą być wykonane w oparciu o produkty z oferty ASTOR. Tematyka może być związana m.in. z systemami sterowania linią produkcyjną, monitoringiem i wizualizacją pracy procesów przemysłowych, automatyzacją procesów produkcyjnych lub stanowiskami zrobotyzowanymi. Studenci przygotowujący takie prace mogą liczyć na wsparcie i konsultacje merytoryczne ze strony specjalistów z firmy ASTOR. Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi pod koniec roku. www.edukacja.astor.com.pl J Ventia nowym dystrybutorem firmy KOMFOVENT becne od kilku lat na polskim rynku centrale wentylacyjne i rekuperacyjne KOMFOVENT mają nowego dystrybutora. Przedstawicielem marki KOMFOVENT na terenie Polski została warszawska firma Ventia. Oferuje ona szereg produktów dla branży HVAC, jednak urządzenia KOMFOVENT są produktem wiodącym w ofercie spółki. Firma Ventia oferuje pełne wsparcie techniczne dla firm wykonawczych, projektantów oraz firm dystrybucyjnych. Ze strony internetowej spółki: www.ventia.pl lub strony producenta: www.komfovent.com/pl można pobrać materiały marketingowe w postaci katalogów technicznych, ulotek, instrukcji obsługi oraz programów doboru. Podstawowy typoszereg central KOMFOVENT Ventia oferuje prosto z magazynu. W ciągłej ofercie magazynowej dostępne są centrale nawiewne OTD oraz OTK, jak również centrale nawiewno-wyciągowe z odzyskiem ciepła – REGO 200, 400, 500, 700, 900, 1200 oraz RECU 350, 400, 700, 900, 1200. Pozostałe urządzenia, dystrybutor oferuje z terminem realizacji 24 tygodnie. Firma Ventia przejmuje wszelkie zobowiązania gwarancyjne, z tytułu już funkcjonujących urządzeń na terenie Polski. – Zamierzamy wprowadzić zupełnie nową strategię marketingową dla marki KOMFOVENT. Stawiamy na aktywną współpracę z projektantami, wsparcie dla firm wykonawczych oraz promocję lokalnych dystrybutorów. Mamy ściśle określoną strategię sprzedaży oraz systemu rabatowania, której będziemy bezwzględnie przestrzegać, aby budować dobre relacje z naszymi klientami. Dodatkowo mamy zaplanowane działania marketingowe, wzmacniając pozycję marki KOMFOVENT na polskim rynku – mówi wiceprezes zarządu Piotr Wiśniewski. Do końca 2010 roku firma Ventia planuje nawiązać współpracę z lokalnymi firmami dystrybucyjnymi na terenie całej Polski. Docelowo powstanie również sieć autoryzowanych serwisów, aby zapewnić szybką reakcję na potrzeby użytkowników. www.komfovent.com/pl www.ventia.pl O NOWOŚCI Roboty KUKA nagrodzone w konkursie „red dot award” olejny raz kilka robotów firmy KUKA wygrało docenianą na całym świecie nagrodę „red dot award”. Trzy produkty Bawarskiego producenta robotów przemysłowych znalazły się wśród zwycięzców tegorocznych nagród: roboty KR 5 arc HW i KR 700 PA zostały odznaczone nagrodą „red dot”, a robot KR 5 arc został nawet odznaczony „red dot: best of the best” dla znakomitych projektów. Podczas oficjalnej uroczystości w Aalto Theater w Essen uhonorowano projektanta Mario Selicia i cały zespół odpowiedzialny za rozwój produktów firmy KUKA, za zaprojektowanie znakomitego robota K KR 5 arc. „Zredukowany i zaprojektowany do określonych działań, robi wrażenie silnego i atletycznego” – taki był werdykt najwyższej klasy sędziów w stosunku do robota KR 5 arc, który jest przede wszystkim używany do zadań spawania łukowego. „Jego płynne ruchy fascynują obserwatorów”. Od 1995 r. Design Zentrum Nordrhein-Westfalen nagradza wybitne przykłady międzynarodowych projektów przemysłowych odznaką „red dot”. „Red dot award” jest nadawana przez grupę ekspertów produktom odznaczającym się wysoką jakością. Najważniejszymi kryteriami oceny Phoenix Contact na targach Wod-Kan 2010 dniach 1820 maja 2010 roku na terenie Centrum Wystawienniczo-Targowego w Myślęcinku-Bydgoszczy odbyły się XVIII Międzynarodowe Targi Maszyn i Urządzeń dla Wodociągów i Kanalizacji WOD-KAN. Organizowane przez Izbę Gospodarczą „Wodociągi Polskie” targi są nie tylko okazją do zaprezentowania najnowocześniejszych rozwiązań technicznych, technologicznych, urządzeń, usług, ale stwarzają również możliwości do wymiany doświadczeń, poglądów, twórczych dyskusji. Po raz kolejny również firma Phoenix Contact skorzystała z okazji do zaprezentowania swoich produktów przeznaczonych do tego przemysłu. Ponadto impreza ta stała się okazją do poszerzania świadomości i utrwalenia wizerunku firmy jako dostawcy rozwiązań do gospodarki wodno-ściekowej. www. phoenixcontact.pl W są: stopień innowacyjności, aspekt ergonomiczny oraz wpływ produktu na środowisko (ekologiczność). Nowe odświeżone produkty powstały w wyniku połączenia projektowania know-how i sztuki inżynierskiej. Konstruktor Mario Selic od samego początku uczestniczył w rozwoju nowych produktów KUKA. Rezultatem tej współpracy jest to, że te roboty nie tylko dobrze wyglądają, ale co ważniejsze, są najlepsze z najlepszych, jeśli chodzi o konstrukcję mechaniczną. Kształt projektu daje robotom wysoką stabilność i sztywność konstrukcji, co jest często bardzo istotne dla klientów firmy KUKA. Technolodzy z Augsburga pokazali, że połączenie funkcjonalności i dobrego wyglądu się nie wyklucza. www.kukarobotics.pl Strefa Projektanta Danfoss irma Danfoss uruchomiła serwis dla projektantów – www.strefaprojektanta.pl. Projektanci znajdą tam kompendium projektanta: baza informacji o produktach Danfoss, baza aplikacji i referencji, biblioteka plików CAD oraz wytyczne projektowe. Dodatkowo projektanci mogą na stronie znaleźć oprogramowanie, które ułatwi im ich codzienną pracę, kontakty z doradcami technicznymi oraz forum, na którym będą mogli prowadzić dyskusje i wymieniać się spostrzeżeniami. Kolejnym modułem serwisu jest baza projektów, w której projektanci mogą zarówno pochwalić się swoimi projektami, dodając je do bazy, jak też obejrzeć projekty innych specjalistów. Każdy projektant odwiedzający witrynę odnajdzie tam również bazę wiedzy, która jest bogatą biblioteką literatury produktowej składającą się z katalogów, poradników, ulotek i artykułów. Dodatkową atrakcją strefy projektanta są konkursy z ciekawymi nagrodami. www.danfoss.pl F “POLNA” S.A. – wiodący krajowy producent poszukuje partnerów handlowych na terenie województw: podlaskiego, lubelskiego, mazowieckiego i warmińsko-mazurskiego. Oczekujemy: znajomości rynku, podstawowej wiedzy z zakresu: automatyki przemysłowej i ciepłowniczej, zaangażowania i rzetelności. Oferujemy: specjalistyczne szkolenia, atrakcyjne rabaty, korzystne terminy płatności, wsparcie doradczo-techniczne, materiały reklamowe. Więcej informacji o ofercie: www.polna.com.pl Kontakt: tel. 16 678 66 01 wew. 379, 693 920 446, e-mail: [email protected] NOWOŚCI Zielone technologie Schneider Electric na EXPO 2010 chneider Electric wykorzystuje swoje umiejętności, doświadczenie i innowacyjne technologie w czterech pawilonach międzynarodowej wystawy EXPO 2010 w Szanghaju: Shanghai Corporate Pavilon, Rhône-Alpes Pavilion, Belgium-European Union Pavilion oraz Paris Ile-de-France Pavilion. W pawilonie Shanghai Corporate Pavilion Schneider Electric opracował, zainstalowany w ekologicznym domu EcoHome, system zarządzania budynkiem (BMS – Building Management System). EcoHome zaprojektowany przez Instytut Shanghai Research Institute of Building Sciences jest prototypem budynku przyszłości, który łączy na powierzchni prawie 5000 m2 najnowsze energooszczędne technologie i wykorzystuje odnawialne źródła energii. Z kolei dla ekspozycji Rhône-Alpes Pavilion firma opracowała inteligentne rozwiązania, które pozwalają m.in. na stałą kontrolę i monitoring zużycia energii, regulację natężenia oświetlenia oraz sterowanie temperaturą i elektryką znajdującą się w budynku. Schneider Electric jest także partnerem Paris Ile-de-France Pavilion, w którym prezentowane są nowoczesne rozwiązania pozwalające na realizowanie idei zrównoważonego rozwoju w regionie. S W belgijskim Belgium-European Union Pavilion Schneider Electric i International Polar Foundation (IPF) zaprezentowały „Princess Elisabeth”, pierwszą zainstalowaną na Antarktyce stację badawczą „Zero Emission”. Innowacyjna technologia zastosowana w projekcie pozwala na pozyskanie całości energii z odnawialnych źródeł, m.in. ze światła słonecznego (panele fotowoltaiczne), oraz z siły wiatru. Proces ten całkowicie eliminuje emisję CO2 oraz innych gazów odpowiedzialnych za efekt cieplarniany. Schneider Electric jest również zaangażowany w część wydarzeń towarzyszących szanghajskiej wystawie, m.in. w Tydzień Innowacji oraz Tydzień Zrównoważonego Rozwoju w pawilonie Rhône-Alpes Pavilion. Firma była również sponsorem niedawno rozstrzygniętego konkursu Shanghaj 2010 Award, który wygrał projekt Solar Change zaprojektowany przez drużynę UCD Michael Smurfit Graduate Business School z Irlandii. Celem projektu Solar Change było rozwiązanie problemu dostarczania energii elektrycznej w slumsach. Zwycięski Team zaprojektował innowacyjny system SCTree, który jest bezpieczny, niedrogi, „zielony” oraz przystosowany do środowiska i problemów doświadczanych przez ludzi ubogich. Model biznesowy oferuje wsparcie lokalnych przedsiębiorców z mikrofinansowania zakupu SCTree i pokrycie kosztów ze sprzedaży energii elektrycznej dla mieszkańców w oparciu o miesięczny abonament. Jednym z czynników, który zadecydował o wygranej Solar Change, była ponadto bezpośrednia korelacja projektu z programem BipBop (Business, Investment and People at the Bottom of the Pyramid) zainicjowanego przez Schneider Electric. www.schneider-electric.pl NOWOŚCI VISION – Międzynarodowe Specjalistyczne Targi Przetwarzania Obrazu dniach 911 listopada 2010 r. na terenie Targów Stuttgarckich odbędą się 23. Międzynarodowe Specjalistyczne Targi Przetwarzania Obrazu VISION. W tegorocznych targach swoją ofertę na powierzchni 20 tys. m2 zaprezentuje prawie 300 wystawców z 24 krajów Europy, Ameryki Płn. i Azji. Wśród wystawców będzie obecna jedna firma z Polski – Adaptive Vision z Bytomia. Organizatorzy spodziewają się, wzorem lat poprzednich, około 6 tys. zwiedzających z blisko 50 krajów. Na targach co roku prezentowane są najnowocześniejsze rozwiązania i liczne premiery. W tym roku zwiedzający będą mieli okazję zobaczyć nowości prezentowane m.in. przez firmy: COGNEX (system In-Sight 5605), LEUTRON VISION (CheckSight PC-Kamera), VISION COMPONENTS (Smart-Kamera VC6210 nano), BASLER VISION TECHNOLOGIES (CMOS-Sensor), MIKROTRON (MotionBLITZ LTR1), STEMMER IMAGING (4 CCD line camera LQ-200CL wyprodukowana przez duńską firmę JAI). W Zakres tematyczny targów obejmuje: • systemy: systemy przetwarzania obrazu i inteligentne kamery, • komponenty: oświetlenie, optyka, lasery, kamery, kamery na podczerwień, kamery odchylenia poziomego, kamery high-speed, czujniki optyczne, procesory, przyrządy pomiarowe do obróbki obrazu, oprogramowanie komputerowe i inne, • usługi: dokumentacja techniczna, konstruowanie, prototypy, badania, prasa fachowa i doradztwo. Targi VISION są także platformą wymiany know-how między naukowcami prowadzącymi prace badawcze, producentami a użytkownikami. Wymianie wiedzy służy program ramowy targów obejmujący m.in. forum Industrial Vision Days organizowane przez VDMA (Niemiecki Związek Producentów Maszyn i Urządzeń), w tym roku poświęcone wykorzystaniu nowoczesnych metod przetwarzania obrazu w ochronie środowiska i efektywności energetycznej, forum Integration Area, pokaz specjalny Międzynarodowe Standardy Przetwarzania Obrazu, wspólne stoisko młodych firm przygotowane przez Niemieckie Ministerstwo Gospodarki i Technologii, pokaz Bild Application Park (ponad 30 firm zaprezentuje, przy wykorzystaniu figurek Playmobil, zastosowanie systemów przetwarzania obrazu w procesie produkcyjnym), pokaz Bild VISION COMPONENTS. Wzorem lat poprzednich nastąpi wręczenie nagród dla szczególnie innowacyjnych rozwiązań i technologii w zakresie przetwarzania obrazu – ViSION Award (5 tys. euro). Przedstawicielstwo Targów Stuttgarckich w Polsce: tel. 22 620 71 98, 620 72 98, e-mail: [email protected], [email protected] AUTOMATYKA Graficzne interfejsy do programowania w automatyce Większość przemysłowych programistów IT zna graficzne interfejsy do programowania (nie mamy na myśli języka drabinkowego). Renee Robbins G raficzne metody programowania od dawna znajdują zastosowanie w przemyśle, automatyce i wizualizacji. Środowiska programistyczne, takie jak LabView National Instruments czy Simulink firmy MathWorks, oraz dedykowane aplikacje do programowania wybranych modeli PLC i systemów DCS w niczym nie przypominają klasycznych kompilatorów C czy Cobol. Programowanie z użyciem graficznych interfejsów (zwane dalej programowaniem graficznym) ma wiele zalet i jest bardzo często wykorzystywane przy tworzeniu systemów automatyki. Graficzne interfejsy zawierają siatkę, na której użytkownik umieszcza wybrane przez siebie elementy i tworzy połączenia między nimi odzwierciedlające ideę programu. Kiedy graficzna reprezentacja programu jest gotowa, utworzony diagram może być przetłumaczony lub skompilowany w standardowy wykonywalny program lub po prostu uruchomiony bezpośrednio. Christian Fritz, menedżer produktów napędowych i mechatronicznych w National Instruments, mówi: – Narzędzia graficznej reprezentacji nadają się idealnie do opisywania i programowania skomplikowanych systemów automatyki, w których coraz częściej występuje jednocześnie logika sekwencyjna i iteracyjna połączona z równoległym wykonaniem. Napisanie tego typu programu sterowania lub warstwy MES przy użyciu sekwencyjnych tekstowych języków programowania byłoby bardzo trudne. Dennis Brandl, prezes BR&L Consulting, mówi: – programowanie graficzne jest sforma12 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com LabView National Instruments – graficzne narzędzie do programowania przepływu danych ukazujące przepływ danych lizowaniem tego, co robimy, tworząc diagramy przepływów pracy i przebiegu procesów. W obszarze wytwórczym IT stosujemy to od dawna, a inne gałęzie przemysłu to podchwyciły. W artykule traktującym o graficznym programowaniu, zamieszczonym w serwisie Labautopedia, Mark F. Russo stwierdza: – Wielu nie-programistów potwierdza zaskakująco duży poziom frustracji związany z wielogodzinnymi próbami rozwiązania zwykle małego, dobrze sformułowanego problemu w czasie pracy z tekstowymi językami programowania. Przedmiotem badań jest taki sposób przedstawiania algorytmów działania złożonych systemów, który byłby przystępny nie tylko dla specjalistów. AUTOMATYKA Trzy przepływy – Graficzne środowiska programistyczne różnią się tak, jak różnią się koncepcje i założenia przy ich tworzeniu – mówi Russo. Dodatkowo wyróżnia on trzy podstawowe przepływy, które podlegają wizualizacji: przepływ danych, przepływ materiału i przepływ sterowania (sterowanie). Języki tekstowe służą do manipulacji wybraną ilością danych, przez co rzeczywisty przepływ danych jest raczej ukryty. – Inaczej zachowują się programy, z założenia koncentrujące się na przepływie danych, które są głównym obszarem zainteresowań i ciągle nim pozostają. Operacje na danych stają się efektem ubocznym przepływu danych przez program – wyjaśnia Russo. Fritz z National Instruments mówi: – LabView jest wysokopoziomowym graficznym narzędziem programistycznym przedstawiającym przepływ danych, oferującym zaawansowane biblioteki funkcji operacji na wejściach/wyjściach, logowania danych, sterowania i monitorowania aplikacji. Przepływ materiałów koncentruje się na surowcach i gotowych produktach. Jego analiza nie jest zwykle realizowana przez środowiska graficznego programowania ogólnego przeznaczenia, ale przez wyspecjalizowane narzędzia tworzone specjalnie w tym celu dla przemysłu wytwórczego. Russo mówi, że graficzne narzędzia programowania przepływu sterowania są znacznie bardziej porównywalne ze standardowym imperatywnym oprogramowaniem niż z narzędziami sterowania przepływem danych czy materiałów. Najbardziej znanym narzędziem z tej grupy jest schemat blokowy. Inne drogi do graficznej reprezentacji kontroli przepływu to diagram stanów i diagram czynności – obie będące fragmentem większej grupy diagramów stanowiącej standard UML (Unified Modeling Language). Brandl wskazuje jeszcze jedną metodę programowania, która łączy w sobie cechy graficznego i matematycznego określania przepły- Programowanie przy użyciu graficznych interfejsów: perspektywa dla programisty HMI B ridget Fitzpatrick jest jednym z kierowników działu HMI i zarządzania w nietypowych sytuacjach w Mustang Engineering. Mustang ma duże doświadczenie w wyspecjalizowanych narzędziach HMI, dostarczając co rok 5000–10 000 pracujących paneli operatorskich. – Staramy się używać dedykowanych platform programistycznych tam, gdzie jest to możliwe, zamiast tworzyć od początku własną aplikację, która stanowi jedynie interfejs dla warstwy sterowania – mówi Bridget. Mustang używa dedykowanych narzędzi do rysowania w Microsoft Visio i konwertowania powstałych obrazów na wizualizacje, mimo że nie jest to najbardziej popularne rozwiązanie. – Po prostu nowe, otwarte systemy HMI tworzą nową generację interfejsów i możliwości – dodaje. – Przenoszalność danych wewnątrz systemu jest znacznie łatwiejsza w wielu sytuacjach. – Nawiązując do graficznej metody „przeciągnij i upuść” i sposobów wykonywania połączeń w nowoczesnych, otwartych językach programowania, główną zaletą jest widoczna łatwość użytkowania połączona z łatwością wyszukiwania błędów. Kopiowanie i klonowanie na potrzeby nowo tworzonej podobnej aplikacji wydaje się również znacznie łatwiejsze – dodaje. – W dużych projektach staramy się stworzyć jeden szablon dla każdego głównego typu sterowania, a następnie wybieramy metodę – importowania rozwiązania z innego projektu lub tworzenia go od początku. Jeśli chodzi o wady, w rzeczywistości graficzne narzędzia do programowania wydają się być łatwe, ale mogą zawierać niewidoczne na pierwszy rzut oka pułapki ukryte wewnątrz nie zawsze czytelnych okien dialogowych. Czasami zdarzają się problemy z kompatybilnością formatów danych wejściowo-wyjściowych, które mogą stanowić problem dla mniej zaawansowanych użytkowników. Treść informacji o błędach może być bardziej niejasna i zagadkowa niż w typowych środowiskach programistycznych. Fitzpatrick mówi: – Czasami programowanie graficzne jest zdecydowanie najlepszą opcją. Czasem jego zbytnie uproszczenie nie pozwala zarządzać efektywnie. Jeśli problem jest skomplikowany, będzie konieczne poszukiwanie rozwiązań i rozmowa z operatorem. www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ l 13 AUTOMATYKA Zrzut ekranu pokazujący model wykonany w Simulinku (górne okno) wraz z algorytmem sterowania (dolne okno) Źródło: MathWorks wów – sieci Petriego. Były one używane przez długi czas do modelowania i symulowania zachowania się rozmaitych złożonych systemów, w których wiele działań wykonywanych jest współbieżnie, jak ma to miejsce np. w zautomatyzowanych systemach wytwarzania. Brandl mówi, że oprogramowanie do zarządzania wytwarzaniem Siemens Simatic IT bazuje na koncepcji sieci Petriego. Narzędzia do modelowania i symulacji wyższych rzędów stanowią inną klasę programów z rozbudowanym graficznym interfejsem. Tony Lennon, menedżer ds. automatyki przemysłowej i przemysłu maszynowego w MathWorks, mówi, że chociaż Simulink treściwie prezentuje model obiektu i logikę sterowania nim za pomocą diagramu, a także wykonuje w tym czasie inne zadania, czyni to bez użycia sieci Petriego. – Simulink pozwala nie tylko na symulację, wczesną weryfikację i szybkie rozwiązanie problemów, ale także na automatyczne generowanie kodu programu w języku C, VHDL, a także opisanego w normie IEC-61131 języka tekstu strukturalnego ST dla sterowników PLC – mówi Lennon. – Sieci Petriego dają bardzo abstrakcyjną i uogólnioną reprezentację współbieżności i przebiegu procesu. Są one jednak zdecydowanie zbyt abstrakcyjne, by reprezentować dynamiczne systemy i sterowanie nadrzędne. Lennon wskazuje podobieństwo: – Wyobraź sobie tworzenie całego świata, wykorzystując tylko jeden atom w danym czasie, brak molekuł i jakichkolwiek większych tworów. W przeciwieństwie do tego Simulink oferuje graficzną platformę dla symulacji dynamicznych systemów oraz różne bloki wysokiego rzędu, podsystemy, a także całe 14 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com narzędzia, takie jak Stateflow. Stateflow pozwala wykorzystywać hierarchiczne skończone maszyny stanu, tabele prawdy i diagramy przepływu. Semantyka Stateflow jest z natury deterministyczna, pozwalając użytkownikowi definiować algorytmy w prosty i zwarty sposób. – Simulink i Stateflow to narzędzia kształtujące przepływ sterowania (lub sygnałów) – mówi Lennon. Stateflow ma zdolność symulowania maszyny stanów podobną do tej w standardzie UML, ale umożliwia także pracę z tablicami prawdy, diagramami przepływów wraz z Simulinkiem z systemami ciągłymi. Semantyka Stateflow jest deterministyczna. To użytkownik określa kolejność przetwarzania stanów systemu. Bridget Fitzpatrick, jeden z kierowników działu HMI w Mustang Engineering, mówi, że liczba interfejsów zbliżonych do sieci Petriego wciąż rośnie. – Dobrze zrobiony interfejs pozwala łatwo ocenić aktualny przepływ. Interfejs nieczytelny bądź zagadkowy może sprawić ogromne problemy. Przepływy przedstawione w postaci wykresu Gantta znajdują się chociażby w dobrze znanym Microsoft Project i Microsoft Outlook. Mogą być użyteczne i intuicyjne, jeśli są wykonane poprawnie. William „Bill” Gilbert, menedżer ds. rozwoju narzędzi przemysłowo-biznesowych w Siemens Industry, mówi, że w czasie programowania i monitorowania aplikacji reprezentującej proces preferuje języki graficzne. – Główną korzyścią jest unikatowa możliwość graficznego podglądu przebiegu procesu i jednoczesna możliwość generowania czytelnej dokumentacji stanowiącej po prostu program. – Wszystkie języki mają swoje zastosowania – mówi Gilbert. – Wybór jednego z nich musi odpowiadać wymogom aplikacji. Język schematów drabinkowych (LAD) np. jest niezastąpiony, gdy na podstawie bitów wejściowych formujemy bity wyjściowe. Język sekwencji działań (SFC) jest odpowiedni do maszyn, które pracują w cyklach. Języki programowania graficznego najlepiej nadają się do sterowania złożonymi procesami. Sterowniki, które przeznaczone są do wielu aplikacji, mogą być programowane przy użyciu wielu języków. Artykuł pod redakcją mgr. inż. Łukasza Urbańskiego, doktoranta w Katedrze Automatyki Przemysłowej i Robotyki Wydziału Elektrycznego Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie. CASE STUDY Pomiar przepãywu wodoru gazowego Zastosowanie bezinwazyjnych przepãywomierzy ultradıwiēkowych W jednym z zakładów należących do polskiego koncernu naftowego istniała potrzeba dokładnego pomiaru wodoru gazowego. Z uwagi na to, że wodór należy do „trudnych” w pomiarze mediów, wszelkie inwestycje wymagały przeprowadzenia wcześniejszych testów w określonych warunkach aplikacyjnych: • Medium: 100% wodór • Ciśnienie: 28-29 barg • Temperatura: 20 do 40°C • Gęstość: ok. 2,5 kg/m3 • Rurociąg: 114,3 x 6,3 mm • Materiał rurociągu: stal węglowa • Zakres przepływu: od 100 do 1500 m3/h • Atex strefa 1 Pierwotnie zaproponowaliśmy pomiar przepływomierzem wirowym, który pasował w zakresie wymagań obiektowych (temperatura, ciśnienie i przepływ) i spełniał wymagania strefy Ex. To rozwiązanie miało jedną, ale niestety istotną wadę. Przepływomierze wirowe wymagają ingerencji w rurociąg (cięcia lub wiercenia), a w razie ewentualnych problemów/ /uszkodzeń, wymagają rozszczelnienia rurociągu. W czasie ustalania szczegółów dotyczących montażu przepływomierza, nawiązaliśmy współpracę z producentem przepływomierzy bezinwazyjnych – firmą Flexim, która w swoim ofercie posiada – poza przepływomierzami do cieczy – również wersje do pomiaru przepływu gazów. Ponieważ problemy aplikacyjne, które występują przy zastosowaniu przepływomierza wirowego nie istnieją w przypadku zastosowaniu bezinwazyjnych przepływomierzy ultradźwiękowych, zaproponowaliśmy Klientowi testy zastosowania ultradźwiękowca. Argumentem jaki przekonał specjalistów zakładu był fakt, iż instalacja przepływomierza ultradźwiękowego odbywa się bez konieczności opróżniania rurociągu czy nawet zmniejszania ciśnienia medium. Co więcej, sensory pomiarowe montowane są na zewnątrz rurociągu, nie mając jakiegokolwiek kontaktu z medium i przez to nie są narażone na ścieranie. Problemem w zastosowaniu tego przepływomierza mogła natomiast okazać się gęstość medium. Wodór jest gazem o bardzo małej gęstości i mimo, że w rurociągu było 29 bar nadciśnienia, metr sześcienny wodoru ważył tylko 2,5 kg. Ta własność może być problemem w pomiarach bezinwazyjnych gazu ze względu na to, że sygnał musi przejść przez ściankę rurociągu, wniknąć w medium i ponownie przejść przez ściankę. Przy tak małej gęstości, fala ultradźwiękowa chętniej rozchodzi się w ściance rury niż przechodzi przez medium do drugiego sensora. Rozwiązaniem jest zastosowanie specjalnych sond, które dodatkowo wykorzystują częstotliwość rury. Ze względu na to, że rurociągi są poddozorowe i znajdują się w strefie zagrożonej wybuchem, klient przyjął naszą propozycję z entuzjazmem. Koszt układu pomiarowego był porównywalny z układem w oparciu o przepływomierz wirowy, a zastosowanie przepływomierza nie wymagało jakichkolwiek prac spawalniczych, cięcia, wiercenia, a także – co niezmiernie ważne – nie wymagało wykonywania specjalnego projektu, co zawsze przyczynia się do wydłużenia całego procesu opomiarowania. Testy wykonywaliśmy przenośnym przepływomierzem bezinwazyjnym G601. Czas montażu i uruchomienia przepływomierza nie przekroczył 30 minut i nie wymagał zmniejszania ciśnienia czy przepływu medium. Po zamontowaniu sond pomiarowych uzyskaliśmy silny i stabilny sygnał. Przepływomierz pracował kilka godzin rejestrując przepływ, a następnie dane z przepływomierza przekazaliśmy klientowi w celu porównania go z danymi ze sterowni. Po analizie wyników, okazało się, że przepływomierz sprawdził się znakomicie i jego stacjonarna wersja G800 została zakwalifikowana do zakupu. Wojciech Wydra Kierownik Działu pomiaru przepływu INTROL Sp. z o.o. [email protected] www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 15 CASE STUDY Bezpieczny transport i kontrola Systemy szaf kompaktowych Rittal CM w instalacji transportu bagaiju Fraport Instalacja transportująca bagaż jest podzielona na trzy obszary. Terminal 1 i 2 oraz obszar lotniskowy, które są połączone poprzez tunele o długości sześciu kilometrów. Na torach transportowych przemieszczane są ze znaczną szybkością pojemniki. Składają się one z metalowej ramy z rolkami prowadzącymi do wymuszonego prowadzenia w instalacji oraz nałożonej skorupy ze sztucznego tworzywa przyjmującej bagaż do transportu. Odpowiednie numery pojemników są rejestrowane w punktach odczytu i – odpowiednio do informacji o lotach i przeznaczeniu – przy pomocy zwrotnic są prowadzone możliwie szybko i pewnie do miejsca docelowego. Kontrole bezpieczeństwa na przesuwających się taśmach Aby spełnić obowiązujące obecnie najwyższe standardy kontroli bagażu także w terminalu 1, Fraport AG we współpracy z SEAP Automation GmbH – firmą z Langen specjalizującą się w transporcie bagażu zainstalowały nowoczesną instalację do transportu bagażu z kompleksowymi wielostopniowymi urządzeniami do kontroli bagażu podróżnego. W pełni automatycznie wszystkie walizki i torby podróżne są przepuszczane przez różne urządzenia prześwietlające w poszukiwaniu niebezpiecznych substancji, jak np. materiały wybuchowe. Hans-Robert Koch, Rittal Łatwy montaż systemów sterowania Fraport AG zalicza się w skali międzynarodowej do wiodących przedsiębiorstw lotniskowych i obsługuje wraz z frankfurckim lotniskiem jeden z najważniejszych węzłów lotniczych na świcie. W szczytowych dniach Fraport AG odprawia ponad 120 000 sztuk bagażu, co stanowi niezwykłe wyzwanie logistyczne. Bagaże muszą być podawane pewnie i bez opóźnień jak również automatycznie i gruntownie sprawdzane zgodnie z obowiązującymi najwyższymi standardami bezpieczeństwa. Podczas tego procesu 200 szaf kompaktowych Rittal CM oraz liczne system szaf sterowniczych TS 8 w instalacjach transportu bagażu dbają o ochronę i optymalną obsługę najnowocześniejszych systemów sterowniczych. Lotnisko frankfurckie uchodzi na całym świecie za wzór dla doskonale zorganizowanej odprawy bagażu. Szczególnym wyzwaniem jest gwarantowany czas przesiadki pasażerów wraz z bagażem, który wynosi tylko 45 minut. Jest to możliwe przede wszystkim dzięki ekstremalnie szybkiej instalacji transportu bagażu, kolejce o długości ok. 73 km. Taśma transportowa gwarantuje płynny transfer bagaży odlatujących i przesiadających się pasażerów. Dyspozycyjność tej gigantycznej instalacji wynosi 99,65. – Taki wysoki współczynnik pewności jest znaczną zaletą frankfurckiego lotniska w kontekście konkurencyjności – tłumaczy Hubert Grünewald. szef działu eksploatacji i procesów w firmie Fraport. ´ Kompatybilność z komponentami zabudowy TS 8 powodują, że nowa, kompaktowa szafa systemowa Rittal Compact-Medium otwiera nowe pole do zastosowań w zakresie zabudowy wnętrza i wprowadzania kabli. 16 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com Niezakłócony transport bagażu gwarantuje działające w tle nowoczesne sterowanie napędu. Aby je chronić, w łącznie 200 systemach szaf kompaktowych CM firma Rittal wbudowała i rozdzieliła wyjścia SPS dla elementów wykonawczych i czujników, które zostały ustawione w sposób zdecentralizowany i przyporządkowane różnym segmentom instalacji. Dzięki umieszczonym po bokach szaf szynom CM do zabudowy wewnętrznej możliwy stał się bezpośredni montaż systemów okablowania Lütze bez koniecznej konstrukcji ramowej i obróbki mechanicznej. CASE STUDY ¸ „Dla nas musiało to być kompletne rozwiązanie. Dzięki dostarczonemu systemowi w zakresie techniki obudów mamy pewnego partnera na pokładzie". Hubert Grünewald, szef działu eksploatacji/procesów instalacji bagażowych w firmie Fraport Elastyczne uszczelnienie wprowadzenia kabli w dolnym obszarze szafy jest zapewnione dzięki profilom wprowadzającym, które można po prostu zatrzaskiwać w blachach podłogowych i obudowie. Przy pomocy składanych uchwytów CM w drzwiach możliwy jest dostęp do szaf poprzez zwykłe wkładki zamkowe. – Systemy szaf kompaktowych CM firmy Rittal pasowały idealnie do naszej koncepcji automatyzacji. Mogliśmy w nich komfortowo i łatwo zamontować systemy okablowań Lütze. Był to ważny powód podjętych przez nas decyzji – wyjaśnia Anton Pajonk, prezes SEAP Automation GmbH. Wyłącznik awaryjny z najkrótszym czasem reakcji Codziennie jednak w takich kompleksowych instalacjach bagażu może dojść do groźnych i krytycznych w aspekcie czasowym zdarzeń. Zagrożeń takich – również powodowanych przez osoby – można uniknąć przy pomocy bezpiecznych sieci i szybki Safety-SPS. Odpowiednie wyłącznik awaryjne zamontowane w obudowach AE Rittal jako panele obsługowe na szafach CM gwarantują szybki czas reakcji. Po urucho- ¸ Aby chronić system sterowania, w łącznie 200 systemach szaf kompaktowych CM firma Rittal wbudowała i rozdzieliła wyjścia SPS dla elementów wykonawczych i czujników, które zostały ustawione w sposób zdecentralizowany i przyporządkowane różnym segmentom instalacji. mieniu wyłącznika instalacja jest wyłączana w odpowiednim obszarze. Dzięki technologii sieciowej usterka może być natychmiast zlokalizowana i przeanalizowana w centralnej sterowni. Systemy HiMatrix firmy HIMA, umieszczone w szafach sterowniczych Rittal TS 8 z przeszklonymi drzwiami zapewniają możliwość wydania szczegółowych wskazówek przez komunikaty alarmowe oraz natychmiastowego usunięcia usterki na miejscu przez odpowiedni personel. Tym samym można znacznie zminimalizować czasy przestoju. Od przeszło 15 lat SEAP Automation GmbH stawia na technikę obudów Rittal. Przy czym aktualnie w nowych instalacjach do transportu bagażu stosowane są także liczne systemy szaf sterowniczych TS 8 z chłodziarkami TopTherm oraz komponenty rozdziału prądu RiLine60. Poprzez wykorzystanie systemów CM i TS 8 producent instalacji posiada dostęp do wszystkich, kompatybilnych z systemem TS 8 akcesoriów i może tym samym oszczędzić czas i koszty magazynowania. Rittal Sp. z o.o. ul. Królewska 6 05-825 Grodzisk Mazowiecki tel.: (0 22) 310 06 00 fax.: (0 22) 310 06 16 email: [email protected] ³ Obok systemów szaf kompaktowych CM we Fraport zainstalowano także liczne szafy sterownicze TS 8 z chłodziarkami TopTherm www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ l 17 AUTOMATYKA Części na wizji Co się dzieje, kiedy za wybranie odpowiedniego przedmiotu spośród setki innych dla robota pick and place odpowiada wibracyjny podajnik bębnowy z systemem wizyjnym? Produktywność wzrasta o 20 procent. Mark T. Hoske U życie wibracyjnego podajnika bębnowego to ekonomiczna i niezawodna metoda podawania małych elementów z żądaną orientacją. Niestety jego główną słabością jest zastosowanie mechanicznych kanałów i prowadnic do orientowania części. Ogranicza to użycie tej metody do podawania jednej części lub podobnych części należących do tej samej rodziny. Ładowanie do prasy przeznaczonych dla lotnictwa elementów złącznych wydaje się idealnym zadaniem do zautomatyzowania przy użyciu wibracyjnego podajnika bębnowego i robota typu „pobierz i ułóż” (pick and place). Problematyczne było- Przedmioty są prezentowane na tacy podajnika (lewa dolna część zdjęcia; nie było możliwe pokazanie na zdjęciu przedmiotów faktycznie biorących udział w procesie, wobec czego wykorzystano cukierki o podobnych rozmiarach) 18 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com by jednak sortowanie 415 wykorzystywanych w tym procesie detali, ponieważ wymagałoby to zastosowania kilkudziesięciu podajników. Na szczęście postępy w dziedzinie szybkości, dokładności i niezawodności systemów wizyjnych pozwoliły zastąpić kanały i prowadnice czujnikiem wizyjnym. Jak zapewnia Stephen Harris, prezes firmy Rixan Associates, w ten sposób skonstruowano uniwersalny wibracyjny podajnik bębnowy. – Rozwiązanie to może obsługiwać praktycznie nieskończoną liczbę przedmiotów w określonym przedziale wielkości – przekonuje Stephen Harris. Zgłoszony do opatentowania elastyczny system wibracyjnego podajnika bębnowego Rixan RFS-1000 kosztuje 45 tys. USD, ale za to przy- System wizyjny Cognex In-Sight 5401 (u góry po środku) uzyskuje do 60 8-bitowych obrazów na sekundę nosi 20-procentowy wzrost produktywności. Umożliwia on także skierowanie jednego operatora do innych zadań, dzięki czemu w większości zakładów inwestycja ta zwraca się w czasie krótszym niż jeden rok. Zasada działania tego systemu polega na wykorzystaniu wibracyjnego podajnika bębnowego do losowego prezentowania w dowolnej orientacji znajdujących się w bębnie elementów. Gdy system wizyjny „zobaczy” odpowiedni detal w prawidłowym położeniu, zatrzymuje podajnik i wysyła współrzędne detalu do robota, który następnie ładuje wskazany przedmiot do prasy. Skąd wzięła się idea takiego rozwiązania? Producent części dla przemysłu lotniczego chciał zautomatyzować proces pobierania i układania części. Było to konieczne z uwagi na potencjalne niebezpieczeństwo związane z pracą operatora przy prasie do tłoczenia. Ponadto powtarzalny charakter tego zadania oraz ryzyko urazów rąk i nadgarstków wymuszały częste przerwy w pracy operatora, co ograniczało produktywność. Inżynierowie Rixan Associates, pod kierownictwem dyrektora technicznego Marka Battistiego, przygotowali projekt specjalnego, uniwersalnego podajnika. Wykorzystano w nim tor w bębnie wibracyjnym o średnicy 60 cm, pozbawionym przeszkód i wycięć. AUTOMATYKA Każdy przedmiot docierający do górnej części bębna jest prezentowany na podniesionej półprzezroczystej tacy. Jednocześnie zamontowany powyżej system wizyjny rozpoznaje rodzaj poszczególnych detali wraz z ich orientacją. Odpowiednie elementy są następnie pobierane przez robota, a pozostałe są przemieszczane z powrotem do bębna. Zintegrowane oprogramowanie robota i systemu wizyjnego ułatwia konfigurację i przyspiesza uruchomienie procesu lokalizacji i kontroli przedmiotów Projektanci Rixan Associates wybrali system wizyjny Cognex In-Sight 5401 oraz robota Mitsubishi Electric RV-6SL-S11. Urządzenia te zintegrowano w ramach wspólnych prac firm Cognex i Mitsubishi Electric. Z kolei oprogramowanie Mitsubishi Melfa-Vision obejmuje system programowania robotów oraz program Cognex In-Sight Explorer, co umożliwia jednoczesne konfigurowanie robota i systemu wizyjnego. Wybór robota padł na model Mitsubishi Electric RV-6SL-S11 ze względu na jego duży zasięg (97+380+425=902 mm) oraz prędkość do 6 metrów na sekundę. Według danych technicz- nych tego sześcioosiowego robota cykl pobrania i ułożenia trwa 0,37 s, czyli krócej niż w przypadku większości robotów typu SCARA. Z kolei wybór systemu wizyjnego Cognex In-Sight 5401 był podyktowany blisko siedmiokrotnie większą mocą obliczeniową w porównaniu z innymi modelami, a także możliwością uzyskiwania do 60 w pełni 8-bitowych obrazów na sekundę. W celu przygotowania aplikacji inżynierowie Rixan Associates wykonali następujące czynności: • Uruchomienie kreatora Melfa-Vision do skalibrowania robota względem podajnika. • Umieszczenie detalu w chwytaku robota w położeniu idealnym do pobrania. • Przemieszczenie robota nad podajnikiem i ustawienie detalu na tacy. W procesie tym robot uczy się pobierać detal w określonej orientacji w konkretnym punkcie na tacy. • Wybór kreatora Melfa-Vision uruchamiającego narzędzie do lokalizacji obiektów Cognex PatFind i narysowanie prostokąta wokół detalu na ekranie. Narzędzie PatFind rozpoznaje detal w orientacji pod kątem zerowym. Proces ten (trwający zaledwie kilka minut) ma na celu zaprogramowanie podajnika do podawania jednego detalu. W przypadku przedmiotów wymagających rozpoznawania wzoru stosuje się oświetlenie górne. Pewne rodzaje przedmiotów wymagają światła białego, a inne światła spolaryzowanego, pozwalającego unikać odblasków. Omawiany system podajnika działa nieco wolniej niż operator pracujący z maksymalną szybkością, ale za to bez przerwy. Dzięki temu ma on zapewniać produktywność o 20% większą niż w przypadku pracy człowieka. Ponadto, jak przekonuje Stephen Harris, system wizyjny eliminuje ewentualne błędy przy ręcznym podawaniu, mogące skutkować uszkodzeniem oprzyrządowania i przestojem. Artykuł pod redakcją Michała Andrzejczaka W kompletnym gnieździe produkcyjnym z systemem wizyjnym wykorzystano robota Mitsubishi Electric RV-6SL-S11 20 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com Inteligentne kompaktowe systemy wizyjne firmy Festo Kompaktowe systemy wizyjne SBOx-M o dużej prędkości zapisu to innowacyjna i ekonomiczna alternatywa dla tradycyjnych kamer. Przeznaczone są do obsługi, diagnostyki i uruchamiania układów produkcyjnych, a także monitorowania szybkich sekwencji ruchów. System SBOx-M ma kompaktową konstrukcję z możliwością stosowania różnych obiektywów w zależności od warunków otoczenia. Charakteryzuje się dużą szybkością nagrywania – do 2000 klatek/s. Dzięki innowacyjnej technologii kompresji nagrane sekwencje zajmują maksymalnie do 30 MB/1 film. System umożliwia synchronizację czasową wielu kamer, które mogą pracować w sieci Ethernet. Istnieje też możliwość zdalnego monitorowania procesu technologicznego dzięki wbudowanemu przyłączu Ethernet i oprogramowaniu Web-Server. Zalety systemu: • rejestracja, zapis itd. sekwencji ruchów przy użyciu zintegrowanych układów elektronicznych, • wysoka szybkość zapisu: 185-2000 klatek/s, • kompaktowa konstrukcja odpowiednia dla zastosowań przemysłowych, stopień ochrony IP 65/67, • uniwersalność – zastosowania mobilne lub stacjonarne. Korzyści z wykorzystania systemu: • skrócenie czasu i obniżenie kosztów uruchamiania oraz konserwacji układów produkcyjnych, • bezpieczeństwo procesów produkcyjnych przy dużych częstotliwościach cykli, • rozszerzenie funkcji w wyniku aktualizacji oprogramowania, • proste uruchamianie za pomocą oprogramowania FCT. Więcej informacji na www.festo.pl Działanie szybkiego systemu sortowania jest monitorowane przez inteligentny, kompaktowy system wizyjny SBOC-M/SBOI-M. Sortowanie odbywa się za pomocą szybkich zaworów MHE2, terminala CPX z zintegrowanym sterownikiem PLC i przez czujniki koloru SOEC. FIRMA PREZENTUJE APM – innowacji ciąg dalszy 3DLevelScanner znajduje zastosowanie przy nych prac ze strony utrzymania ruchu). Z regu- pomiarze wypełnienia dla materiałów syp- ły to właśnie oblepiona antena uniemożliwia po- kich. Urządzenie jest odpowiednie zarówno dla prawną pracę przetworników radarowych. Aby zbiorników zamkniętych jak i otwartych miejsc uniknąć niedogodności z tym związanych czę- składowania. Innowacyjność urządzenia opiera sto stosuje się pneumatyczny przedmuch an- się na kilku unikalnych cechach: ten. Rozwiązanie to jest idealne w sytuacji gdy taka instalacja już istnieje, natomiast w przy- • Wykorzystanie niskiej częstotliwości sygna- padku jej braku staje się ono zarówno skom- łu dźwiękowego – ograniczenie częstotliwości plikowane technicznie jak i drogie. W przypad- sygnału do maksymalnie 10 kHz zaowocowa- ku czujnika 3DLevelScanner problem ten nie ło doskonałą odpornością czujnika na zapyle- występuje. Zdjęcie obok przedstawia wygląd nie (sprawdza się doskonale w silosach z ce- anten naszego czujnika po półrocznej pracy mentem lub popiołem lotnym umożliwiając po- w zbiorniku z sodą przemysłową. miar nawet w momencie napełniania) jak również umożliwiło uzyskanie 70 stopniowego kon- Standardowe wersje czujnika 3DLevelScanner ta widzenia czujnika (zgodnie z zasadą: wyższa to (przy czym opisy odnoszą się każdorazowo Rys. 1. Wizualne przedstawienie kąta widzenia częstotliwość = bardziej skoncentrowana wiąz- do przypadku osiągnięcia danych z kart kata- urządzenia ka dźwięku); logowych): • Pomiar 3-D – w praktyce oznacza to uprzed- • 3DLevelScanner S – podstawowa wersja czuj- nio pomiar wielopunktowy (w zakresie 70 stop- nika; bardzo dobra dokładność pomiaru (przy- ni widzenia czujnika) a tym samym wyjątkową kładowa aplikacja: zbiornik do 4 m szeroki i do dokładność pomiaru i określenie nie poziomu 12 wysoki); kąt widzenia czujnika 30° materiału, jak to ma miejsce w przypadku urządzeń opierających się na pojedynczym punk- • 3DLevelScanner M – wersja wyposażona cie, a wartości wypełnienia zbiornika; w funkcję mappingu; doskonała dokładność pomiaru (przykładowa aplikacja: zbiorniki do • Trójwymiarowa mapa zawartości zbiornika 15 szerokości); kąt widzenia 70° – opatentowany algorytm jest w stanie przełożyć wszystkie informacje zebrane przez czujnik • 3DLevelScanner MV – czujnik charakteryzują- i przedstawić je w formie wizualnej jako mapę cy się dokładnością taką jak wersja M, ale wy- wypełnienia zdefiniowanego uprzejmie zbior- posażony w narzędzie odwzorowujące rzeczy- nika; wisty rozkład materiału w zbiorniku; kąt widzenia czujnika to również 70° • Budowa mechaniczna z funkcją “samoczyszczenia” – dzięki specjalnej budowie an- Ostatnio firma APM Automation Solutions za- ten, utrzymanie czujnika ogranicza się do mini- proponowała indywidualne rozwiązanie dla mum (większość przypadków nie wymaga żad- wszystkich aplikacji gdzie dokładność pomiaru Rys. 2. Czyste anteny po pół roku pracy czujnika 22 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com jest sprawą nadrzędną, a szerokość zbiornika możliwe w przypadku pozostałych typów, ale (czy też punktu składowania innego typu) prze- nie jest też możliwe do osiągnięcia przy za- kracza 15 m (do 30 m). Rozwiązaniem tym jest stosowaniu standardowych urządzeń pomia- 3DLevelScanner MVL. System takie składa się rowych, opierających się zawsze na jednym z dwóch czujników 3DLevelScanner MV (mon- punkcie odniesienia. towanych jak na rysunku poniżej) oraz komputera przemysłowego klasy IPC z preinstalowanym Widoczny na rysunku moduł 3DLinkPro umoż- programem użytkowym 3DVision. Komputer liwia nawiązanie zdalnej komunikacji z urządze- jest odpowiedzialny za synchronizację pracy niem (bądź urządzeniami – do 64 czujników jed- dwóch czujników, zbieranie z nich danych po- nocześnie) z wykorzystaniem standardu GSM miarowych oraz stworzenie jednej, przejrzystej lub, dużo wygodniejszego, GPRS. mapy wypełnienia danego zbiornika. Przykład instalacji przedstawiony na rysunku Więcej informacji udzielamy pod kontaktowym obok odzwierciedla typową aplikację. Zasto- numerem telefonu (032) 237 61 98. Zapraszamy sowanie rozwiązania 3DLevelScanner MVL po- do zapoznania się z oferowanymi przez naszą zwala na uzyskanie katalogowej dokładności firmę rozwiązaniami, zarówno z zakresu auto- również w górnej części zbiornika. Z uwagi na matyki procesowej jak i standardowych rozwią- ograniczony kąt widzenia czujnika nie było to zań przemysłowych. Rys. 3. Przykład systemu opartego o 3DLevelScanner MVL AUTOMATYKA Efektywny system wizyjny Bradley Weber D ostrzeżenie zalet, jakie z punktu widzenia środowiska automatyki dostarczają systemy wizyjne maszyn, nie jest trudne. Inspekcja produktów na linii produkcyjnej pozwala na oszczędność kosztów i unikanie skutków ponownego przeglądania elementów. Właściwe etykietowanie przedmiotów przed ich wysłaniem zapewnia odbiorcy otrzymanie właściwego produktu – a jest to zagadnienie krytyczne w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Tym, co może być kłopotliwe, jest wybór właściwego systemu wizyjnego spełniającego wymagania odnośnie prędkości i niezawodności. Spośród szerokiego spektrum opcji, jakie występują dziś w systemach wizyjnych dostępnych na rynku, należy wybrać te, które niezawodnie zapewnią dużą szybkość produkcji. Odpowiednie połączenie inteligentnej kamery, oświetlenia i oprogramowania z zaawan- Do rozróżnienia jednej felgi aluminiowej od innej system optyczny maszyny może być użyty do sprawdzania całych wzorców, które odróżniają każdy model felgi 24 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com sowanymi narzędziami wizyjnymi powoduje, że dla wielu przypadków zadań kontroli można z łatwością rozwiązać wiele powszechnych problemów. Biznes na kołach W procesie produkcyjnym felg aluminiowych identyfikowanie każdego modelu felgi może sprowadzać się do zmian, z minuty na minutę, całego wzorca. Jednym z najlepszych sposobów odróżnienia jednej felgi od innej, kiedy wciąż przemieszczają się one za pomocą przenośnika, i potwierdzenie przed transportem, że każda felga umiejscowiona jest w odpowiednim pojemniku, jest identyfikacja jej wzoru. Wyzwaniem jest nie tylko rozpoznanie, który wzór należy do którego modelu felgi, ale także znalezienie kamery z odpowiednio wysoką precyzją wewnątrz konkretnego pola widzenia. Dla przykładu wzorce mogą być tak podobne, że system wizyjny będzie musiał zapewnić wysoką precyzję rozdzielczości w nadzorowanym obszarze stanowiącym kilkaset milimetrów szerokości. Znalezienie rozwiązania dla tego zadania rozpoczyna się od wybrania obu składników: odpowiedniej kamery/kamer oraz techniki ich montażu. Ze względu na ich zalety można użyć dwóch kamer z odpowiednim polem widzenia. W takim przypadku obie inteligentne kamery dostarczające przechwytywany obraz przetwarzają i analizują ten obraz w pojedynczym pakiecie. Są one zamontowane na stałym, sterowanym urządzeniu wieloosiowym. Kamery te znajdują się pod podajnikiem tak, aby – gdy wjedzie aluminiowa felga – pierwsza kamera z ustawionym odpowiednio polem widzenia mogła przechwycić obraz otworów na śruby, a następnie wyliczyć współrzędne tych otworów. Te współrzędne są przesyłane do komputerowego systemu kontroli urządzenia wieloosiowe- Połączenie inteligentnej kamery z odpowiednim oświetleniem i wielopłaszczyznowym systemem optycznym zapewnia wszechstronne rozwiązanie do zadań inspekcji go, który powoduje przesunięcie drugiej kamery na pozycję, gdzie możliwe będzie obserwowanie każdego otworu na śrubę osobno i zmierzenie punktu środka każdego z nich. Kolejnym szczególnie ważnym krokiem jest wykorzystanie odpowiedniego oprogramowania. Choć montaż kamery jest bez wątpienia najważniejszy, oprogramowanie jest tym, co czyni kamerę inteligentną. Stosując dedykowane algorytmy pomiaru kołowego (Circle Gauging), oprogramowanie odnajduje wszystkie punkty krawędziowe otworów śrubowych i oblicza najlepiej dopasowany okrąg. Wymiar tego dopasowanego okręgu jest następnie używany do określenia modelu felgi. Taki system nadzoru i weryfikacji potrzebuje jedynie 10 sekund na felgę, a stanowi ekonomiczną alternatywę w stosunku do najnowocześniejszych precyzyjnych systemów pomiarowych. Pakowanie etykiet odporne na błędy Wszystkie dobra konsumenckie muszą być odpowiednio etykietowane dla zapewnienia bezpieczeństwa oraz w celach informacyjnych i estetycznych. W sytuacji gdy różnorodne (ale podobne) etykiety są produkowane na tej samej linii, zastosowanie systemu wizyjnego z oprogramowaniem dla maszyny do cięcia etykiet może być niewystarczające. Po butelkowaniu i pakowaniu etykiety są drukowane, a przed transportem mogą być składowane. Podczas procesu składowania etykiety podobne z wyglądu mogą zostać niecelowo wymieszane. Potencjalnie może to prowadzić do pomylenia produktów. Połączenie technologii inteligentnych kamer z autonomicznymi podajnikami AUTOMATYKA i odpowiednim oświetleniem dostarcza automatycznego rozwiązania inspekcyjnego. Podajnik transportuje etykiety za kamerą, która używa rozproszonego światła LED dostarczającego równomiernego rozjaśnienia i tworzącego duży kontrast pomiędzy cechami etykiety i podłoża, ułatwiając kamerze identyfikowanie subtelnych różnic pomiędzy różnorodnymi etykietami. Pozycja kamery jest tak dopasowana, żeby konkretny obszar etykiety – ten, który lekko różni się od innych w grupie podobnych etykiet, był widziany przez kamerę. To maksymalizuje możliwości kamery do identyfikacji jednej konkretnej etykiety spośród pozostałych. Dodatkowo system pozwala dopasować wysokość tak, aby lokalizować stertę etykiet o różnej wysokości. System ma własny panel kontrolny, który pozwala operatorowi na konfigurację i „przyuczanie” systemu do identyfikacji każdej etykiety, używając kombinacji narzędzi inspekcyjnych, takich jak optyczne rozpoznawanie znaków OCR (Optical Charakter Recognition), rozpoznawanie wzorców i porównywanie obrazów. Podczas procesu inspekcji system sprawdza, czy wszystkie etykiety w każdej stercie są identyczne. Przed pakowaniem poprawne etykiety są wybierane pod konkretne zamówienie. Połączenie systemu Czasami inspekcja dużych produktów za pomocą systemu optycznego maszyny wymaga czegoś więcej, niż tylko przeciętnych narzędzi wizyjnych. Wymaga także oprogramowania, które może przejąć kilka obrazów i przetworzyć je w jeden. Na przykład wtyczka musi być dokładnie sprawdzona i pomierzona w celu upewnienia się, że dobrze sparuje się z innymi komponentami podczas ostatecznego montażu. To kolejne zadanie, gdzie system pomiarowy o wysokiej precyzji i wysokim koszcie może być zastosowany tradycyjnie. Ale system optyczny maszyny z kamerą i oprogramowaniem może dostarczyć rozwiązanie bardziej ekonomiczne. Źródło: Banner Używając technologii systemu wizyjnego maszyny do sprawdzenia montażu wtyczki, inteligentna kamera musi umieć przybliżyć wybrany fragment wtyczki tak, aby zidentyfikować każdy komponent z wysoką precyzją. W przypadku gdy ostrość dopasowywana jest do fragmentu, kamera ma zbyt wąskie pole widzenia, aby móc objąć całą długość wtyczki. W celu przezwyciężenia tej ujemnej cechy kamera wysokiej rozdzielczości jest początkowo dostrajana w taki sposób, aby tylko 1/6 długości złącza była widziana przez kamerę w polu widzenia w danym czasie. Po tym, jak złącze zostanie zmontowane, jest kładzione na przenośniku w celu sprawdzenia i podczas gdy przemieszcza się ono do następnego punktu przenośnika, kamera wykonuje nowe zdjęcia każdej jego sekcji, pozwalając kamerze na testowanie każdej sekcji z wysoką dokładnością. Po tym, jak wszystkie sześć obrazów zostanie dostarczone, pełen obraz połączenia jest uzyskiwany przy użyciu narzędzia programowego Multiple Image Switch, które identyfikuje nachodzące na siebie cechy w każdym z obrazów i używa ich do uzyskania pełnego widoku. To narzędzie jest podobne do staromodnych sposobów stosowanych w kamerach komercyjnych: pobierają one kilka osobnych obrazów w serii, a następnie łączą je razem. Całe złącze może być teraz oglądane jako jeden obraz na całej długości, tak aby mógł być wykonany odpowiedni pomiar. Pozwala to potwierdzić, że każde zmontowane połączenie spełnia wymagane kryteria, włączając w to wysokość, kąt nachylenia i liniowość trzpienia/końcówki. Jednym z kluczy do zrobienia rozwiązania o niskim koszcie i łatwego do użytkowania jest zastosowany interfejs programowy. Zaletą systemu optycznego maszyn, z odpowiednimi narzędziami, jest to, że użytkownik może widzieć bieżące zadania inspekcyjne w czasie, kiedy one przebiegają. Wiele systemów jest dostępnych z interfejsami użytkownika, które pozwalają na wybranie i ustawienie bezpośrednio z poziomu panelu kontrolnego nowej części, która będzie sprawdzana. Taki interfejs może pozwolić użytkownikowi podglądać każdy obraz brany pojedynczo, tak samo jak całe złącze – po połączeniu obrazów. Dopóki wszystkie obrazy są zgrane i załadowane, parametryzacja sprawdzania i testowanie złącza są wykonywane szybko i prosto. Taka kombinacja sprzętu optycznego, oświetlenia i oprogramowania zapewnia, że produkty są poddawane sprawnej inspekcji na linii – oszczędzając czas producentów, pieniądze i kłopoty podczas krótkiego i dłuższego czasu użytkowania. Bradley Weber jest dyrektorem inżynierii aplikacji w PPT Visio. Artykuł pod redakcją dr. inż. Krzysztofa Jaroszewskiego, adiunkta w Katedrze Automatyki Przemysłowej i Robotyki Wydziału Elektrycznego Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie. CASE STUDY Niezawodne rozwiĎzania MICROSENS dla portu Jebel Ali w Dubaju Nowy terminal T2 wyposażono w podwójne kontenerowe suwnice bramowe (STS) oraz suwnice szynowe (RMG). Do sterowania tymi dźwigami używane są najnowocześniejsze rozwiązania techniczne, obsługujące programowane kontrolery logiczne, rozdzielnice niskiego i średniego napięcia, główne motory napędowe, napędy bezstopniowe i transformatory. Sieć bezprzewodowa Cały nowy terminal T2 jest objęty siecią bezprzewodową, która umożliwia bieżący dostęp do bazy danych o kontenerach. Pracownicy terminalu korzystają z bezprzewodowych urządzeń kieszonkowych Wi-Fi, za pomocą których łączą się z siecią centralną. Pracownicy odpowiedzialni za obsługę kontenerów używają urządzeń kieszonkowych do wprowadzania danych, które pomagają w rozmieszczaniu i identyfikowaniu kontenerów. DP World DP World jest jednym z największych operatorów terminali morskich na świecie. Obsługuje 45 istniejących terminali oraz 13 nowych inwestycji w 29 krajach. Firma zatrudnia blisko 30 000 pracowników, którzy współpracują z klientami w najszybciej rozwijających się krajach świata. Misją DP World jest zmaksymalizowanie wydajności łańcucha dostaw klientów poprzez skuteczne zarządzanie obsługiwanymi w terminalach ładunkami kontenerowymi, masowymi i innymi. Firma bezustannie inwestuje w infrastrukturę, obiekty i załogę terminali oraz ściśle współpracuje z klientami i partnerami biznesowymi w celu zapewnienia klientom wysokiej jakości usług w miejscu i czasie przez nich wymaganym. W swoim podejściu zorientowanym na klienta firma DP World bazuje na ugruntowanych relacjach biznesowych i najwyższej jakości obsłudze, jaką może się poszczycić jej sztandarowy port Jebel Ali w Dubaju, który przez 14 kolejnych lat otrzymywał tytuł „Najlepszy port morski Bliskiego Wschodu”. Terminal kontenerowy T2 w porcie Jebel Ali W 2005 r. firma DP World rozpoczęła kolejną fazę rozbudowy terminala kontenerowego w porcie Jebel Ali. Ogromny nowy obiekt nosi nazwę Terminal 2 (T2) i został otwarty w 2007 r. Nowy terminal o długości 2,8 km wybudowano tuż obok portu Jebel Ali. Stanowi on część większej inwestycji, podjętej przez firmę DP World w celu przygotowania portów na przyjmowanie bardzo dużych statków. 28 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com Aby umożliwić korzystanie z urządzeń kieszonkowych w każdym miejscu terminalu T2, konieczne było zainstalowanie wielu bezprzewodowych punktów dostępowych zapewniających użytkownikom ciągłą łączność w trakcie ruchu. Łącza światłowodowe Do wszystkich połączeń przewodowych terminalu T2 zastosowano światłowody w celu zapewnienia ich niezawodności. Wszystkie bezprzewodowe punkty dostępowe są podłączone do sieci DP World światłowodami jednomodowymi. Ze względu na krytyczne znaczenie obsługiwanych operacji każdy bezprzewodowy punkt dostępowy musi być podłączony do sieci dwiema różnymi trasami światłowodowymi. Również zaawansowane technicznie dźwigi portowe wymagają połączeń komunikacyjnych. Elektronika dźwigów jest wyposażona w wielomodowy interfejs światłowodowy. CASE STUDY Przełączniki przemysłowe Do podłączenia bezprzewodowych punktów dostępowych do sieci firma DP World wybrała przełączniki przemysłowe MICROSENS. Potrzebne też były konwertery światłowodowe lub przełączniki spełniające następujące wymagania: dwa jednomodowe światłowodowe łącza nadrzędne Gigabit Ethernet; wiele portów ethernetowych 10 lub 100 Mb/s z obsługą PoE; konstrukcja klasy przemysłowej, zapewniająca sprawną pracę w skrzynce zewnętrznej w warunkach ekstremalnych temperatur i wilgotności. łącza światłowodowe. Na szczycie każdego słupa znajduje się bezprzewodowy punkt dostępowy, podłączony do przełącznika łączem 10/100 Mb/s i kablem zasilającym DC klasy 6 UTP. W pierwszej fazie projektu zainstalowano osiemdziesiąt przełączników przemysłowych, w drugiej fazie pięćdziesiąt kolejnych urządzeń. Konwertery światłowodowe Dźwigi muszą być podłączone do sieci światłowodami jednomodowymi. Układy elektroniczne dźwigu mają interfejs wielomodowy 100 Mb/s. Aby połączenie działało, niezbędny był konwerter jedno-/wielomodowy. Do konwersji z transmisji jednomodowej na wielomodową wybrano konwertery MICROSENS. Podsumowanie Podstawowym kryterium wyboru rozwiązań technologicznych dla newralgicznej transmisji danych pomiędzy dźwigami a centrum sterowania w porcie Jebel Ali w Dubaju była możliwość instalacji urządzeń w zewnętrznych, niechłodzonych skrzynkach, gdzie latem temperatura sięga nawet 50°C. Wymagane też były niewielkie obudowy oraz redundantne połączenia. Przemysłowe przełączniki pierścieniowe firmy MICROSENS stanowiły w tej sytuacji idealne rozwiązanie. Dodatkową zaletą jest przyszłościowy charakter i łatwość rozbudowy sieci dzięki wykorzystaniu przełączników i konwerterów MICROSENS. Po dokładnym zbadaniu dostępnych rozwiązań firma DP World wybrała przełączniki przemysłowe MICROSENS. Przełączniki są zamontowane u podstawy słupów rozmieszczonych na terenie całego terminalu. Do układów przełączających każdego przełącznika doprowadzone są fizycznie odrębnymi trasami po dwa jednomodowe Przełączniki przemysłowe MICROSENS o zwiększonej odporności stanowią idealne rozwiązanie do tak trudnych warunków pracy, zarówno od strony sprzętowej, jak i oprogramowania. Niezawodność, przemyślana konstrukcja, łatwość instalacji i przyjazne dla użytkownika zarządzanie siecią to kluczowe atuty dla osiągnięcia sukcesu inwestycji, jaką jest strategiczna rozbudowa portu w Dubaju w oparciu o najnowsze technologie. Informacje o firmie MICROSENS należy do czołowych producentów urządzeń ak- Jako uznany producent rozwiązań sieciowych MICROSENS tywnych do transmisji danych w telekomunikacji i sieciach kom- oferuje swoje rozwiązania na rynkach światowych. Centrala fir- puterowych. Portfolio firmy obejmuje rozwiązania z wszystkich my znajduje się w niemieckim Hamm, przedstawicielstwa firmy obszarów zastosowań światłowodów – od wewnętrznych sie- działają we Francji i Polsce. Wsparcie dla klientów na rynkach ci korporacyjnych, przez sieci dostępowe, aż po sieci metro- lokalnych zapewniają partnerzy MICROSENS. politalne. Jesienią 2006 roku MICROSENS pozyskał nowego więk- Od momentu powstania w 1993r. misją MICROSENS jest szościowego udziałowca i wszedł tym samym do grupy eu- rozwijanie systemów, które poprzez zastosowanie zaawan- romicron, będącej aktywnym uczestnikiem rynku technologii sowanych technologii oraz najwyższej jakości komponentów optycznych. umożliwiają realizację przyszłościowych i jednocześnie ekonomicznych rozwiązań do optycznej transmisji danych w obszarze sieci LAN, MAN i WAN. Wszystkie oferowane produkty są zgodne z międzynarodowymi normami i standardami takimi, jak Gigabit Ethernet, SONET/SDH, Fibre Channel i inne. Firma zarządza własną linią produkcyjną, która umożliwia szybką i elastyczną realizację zamówień. Proces produkcyjny ukierunkowany jest na osiąganie najwyższego poziomu jakości. www.microsens.com tel.: 71 337 16 71 mail: [email protected] www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ l 29 TEMAT Z OKŁADKI Spośród wykorzystywanych obecnie w zakładach przemysłowych sieciowych systemów sterowania tylko niewielka ich część dysponuje zintegrowanymi, wbudowanymi procedurami i narzędziami zabezpieczającymi poprawność transmisji i bezpieczeństwo przesyłanych danych. Wiele z nich instalowano jeszcze przed okresem burzliwego rozwoju popularnych dziś sieci teleinformatycznych typu Ethernet czy Internet, niosących ze sobą wiele dobrodziejstw, ale również i nieznanych wcześniej niebezpieczeństw. Czy systemy, o których mowa, mogą zatem stać się integralną częścią nowoczesnych sieciowych systemów sterowania i monitoringu? Czy można je tak zabezpieczyć, by nie była konieczna ich wymiana, a jednocześnie, by były odporne na współczesne sieciowe zagrożenia? Peter Welander K westie bezpieczeństwa danych w cyfrowych systemach komunikacji i akwizycji w ciągu ostatnich lat stały się kluczowym elementem działań grup inżynierskich branż informatyki, telekomunikacji, automatyki, a ich rozwój i postęp 30 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com dokonuje się praktycznie każdego dnia. Nowe, wchodzące na rynek systemy IT czy platformy sieciowych systemów automatyki i monitoringu dla zastosowań przemysłowych, są wyposażane w zaawansowane i wypróbowane narzędzia z zakresu bezpieczeństwa danych i kontroli poprawności komunikacji. Zasadniczym problemem jest jednak fakt, że gros istniejących TEMAT Z OKŁADKI już i poprawnie działających sieci sterowania w zakładach przemysłowych zbudowano i uruchomiono wiele lat temu, gdy wspomniane kwestie nie miały jeszcze tak wielkiego znaczenia, gdy nie było rozwiniętej infrastruktury lokalnych i globalnych sieci teleinformatycznych, a wiedza o nich nie była tak rozpowszechniona i ogólnie dostępna. Okazuje się, że całkowicie bezkrytyczne i nieprzemyślane dołączanie takich systemów do większej sieci monitoringu i zdalnego sterowania sprzyja atakom hakerów, umożliwiając nieuprawniony dostęp do danych z obsługiwanych procesów, wprowadzanie zmian parametrów urządzeń czy zbiorów baz danych itp. Pytanie zasadnicze więc brzmi: czy starsze systemy sieciowe, integrowane z nowymi rozwiązaniami teleinformatycznymi, mogą być odpowiednio zabezpieczone, tak by nadal prawidłowo i bez niepowołanych zakłóceń spełniały swoją rolę? – W branży automatyków przyjęło się, że systemy sieciowe kupowano, instalowano, konfigurowano i uruchamiano, a następnie praktycznie można było o nich zapomnieć na co najmniej kilkanaście lat – stwierdza Ernie Rakaczky, architekt bezpieczeństwa systemów sieciowych w firmie Invensys Process Systems. – Co więcej, taka metodologia postępowania nadal jest bardzo popularna u wielu automatyków, choć w ciągu ostatnich kilku lat sytuacja w tej branży bardzo się zmieniła. Większość ze wspomnianych starszych systemów nie ma możliwości połączenia i integracji z jakimikolwiek innymi systemami nadrzędnymi. Zwykle opracowywano je bowiem do realizacji konkretnych zadań, obsługi określonych i niezmiennych aplikacji: otwarcie i zamknięcie zaworu, pomiar temperatury, ciśnienia, poziomu cieczy itp., w których funkcjonalności typowe dla systemów teleinformatycznych i cyfrowych nie mają większego znaczenia – dodaje. Branża automatyki i monitoringu zarzuciła jednak tę drogę rozwoju systemów, stawiając na integrację z systemami nadrzędnymi. Jest to podyktowane bardzo szybkim rozwojem technik komunikacji sieciowej i sieci teleinformatycznych w życiu codziennym oraz aplikacjach biznesowych, skutkiem czego wzrosły oczekiwania użytkowników systemów związane z większym zdalnym dostępem do danych o stanie maszyn, urządzeń, wybranych parametrów aplikacji. – Tradycyjne starsze systemy sterowania niemal w 100% realizowały tylko zadania związane bezpośrednio z poprawnym sterowaniem obsługiwanymi aplikacjami; zadania współczesnych siewww.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ l 31 TEMAT Z OKŁADKI ciowych systemów automatyki można w praktyce podzielić na dwie kategorie – 50% to sterowanie, a 50% to transmisja danych i monitoring. Postępująca integracja z sieciami teleinformatycznymi poziomu biznesowego oraz nowe możliwości łączenia sieci magistralowych różnych standardów wymusiły również podjęcie działań w zakresie ochrony danych transmitowanych w sieciach oraz zwiększenia pewności i poprawności niezakłóconych transmisji pomiędzy urządzeniami, modułami akwizycyjnymi, bazami danych itp. – wyjaśnia dalej Ernie Rakaczky. Wprowadzenie nowych procedur, narzędzi bezpieczeństwa to proces do zrealizowania na przestrzeni kilku dni, zaś wymiana infrastruktury to w zasadzie okres jednego do kilku miesięcy lub nawet roku Bezpieczna łączność? W branży teleinformatycznej utarło się twierdzenie, że najbezpieczniejsze połączenie to po prostu brak połączenia. – W niemal wszystkich przypadkach sieciowe systemy firmowe bazują również na firmowych protokołach i magistralach komunikacyjnych – przyznaje Kevin Staggs z firmy Honeywell Process Solutions. – Próba ich połączenia z innymi sieciami to potencjalne zagrożenie dla transmitowanych w nich danych, gdyż nie są one przygotowane do ich wymiany z sieciami zewnętrznymi i nie mają zaaplikowanych zaawansowanych narzędzi programowych czy sprzętowych, służących ich ochronie. Stąd konieczność precyzyjnego ustalania punktów łączeniowych w systemie, gdzie możliwe będzie wpięcie innych sieci, w połączeniu ze znajomością obu komunikowanych technologii – wyjaśnia dalej. Kolejne mityczne przekonanie wielu przedstawicieli branży automatyki w aplikacjach przemysłowych, to twierdzenie o absolutnym bezpieczeństwie tzw. sieci izolowanych, w których transmitowane są już bez ograniczeń wszelkiego typu dane o procesach, sygnały sterujące itp. Często jednak okazuje się, że do takiej sieci możliwy jest dostęp z poziomu komputera nadrzędnego, nowoczesnych paneli operatorskich i innych urządzeń peryferyjnych, za pomocą których możliwe jest skopiowanie danych z sieci lub zbiorów z modułów akwizycyjnych oraz przypadkowe (lub celowe) wprowadzenie pli32 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com ków wirusowych. Dlatego też w przypadku korzystania z takich systemów sieciowych należy szczególną uwagę zwrócić na to, by użytkownicy przyłączonych do nich urządzeń mieli zabronione lub ograniczone możliwości korzystania przy ich obsłudze z przenośnych pamięci PenDrive, dysków CD czy DVD. Systemy starszych generacji – czy są bezpieczne? Starsze platformy sieciowych, przemysłowych systemów sterowania charakteryzują się dość długimi okresami żywotności, stąd też wiele z działających implementacji może pochodzić jeszcze z początkowego okresu rozwoju rozproszonych systemów sterowania – DCS. W praktyce można je podzielić na dwie podstawowe grupy: systemy firmowe i z architekturą bazującą na systemie operacyjnym Microsoft Windows. Niektórzy z użytkowników takich starszych systemów okazują dość spory komfort psychiczny, gdyż są przekonani, że haker – nawet jeśli w jakiś sposób włamie się do ich sieci systemowej – i tak nie będzie wiedział, jak odczytać i wykorzystać dane przesyłane w jednym z firmowych, starszych standardów komunikacji przemysłowej. Czy to jednak dobra i pewna strategia bezpieczeństwa danych sieciowych? Specjaliści branżowi oceniają ją jako stąpanie po bardzo kruchym lodzie. Może bowiem się okazać, że włamywacz jest dobrze przygotowany i świadomy, gdzie się włamuje, a mając odpowiednią wiedzę o danym standardzie komunikacji, może w łatwy sposób naruszyć jej prawidłowe funkcjonowanie. Co więcej, przy wspomnianej błogiej nieświadomości użytkownika systemu, można dokonać w nim praktycznie dowolnych zmian, bez szybkiej jego reakcji. Problemem ostatnich lat jest jednak wciąż rosnąca grupa „wykształconych” hakerów, pojawiających się na rynku ze względu na recesję w gospodarkach zachodnich i dość liczne zwolnienia nawet wykwalifikowanych pracowników działów automatyki, utrzymania ruchu, informatyki itp. Jeżeli przedstawiciele tych kilku grup połączą swe wysiłki, to kwestia włamania się do sieci, a następnie sprawnego poruszania się w niej, pobrania najważniejszych danych czy zmiana najistotniejszych parametrów pozostaje całkowicie otwarta. Mamy więc do czynienia nie tyle z wzrastającym poziomem inteligencji, wiedzy i sprytu popularnych hakerów komputerowych, co ze wzrostem poziomu praktycz- TEMAT Z OKŁADKI nej wiedzy o systemach w grupach zwalnianych z firm teleinformatycznych i zakładów przemysłowych. Kolejna grupa użytkowników systemów automatyki to ci, którzy sądzą, że odpowiednią ochronę ich danych w systemie zapewniają narzędzia bezpieczeństwa platformy systemu operacyjnego Microsoft Windows, który od połowy lat 90. ubiegłego stulecia instalowany był w niektórych rozwiązaniach dla automatyki przemysłowej. W opinii ekspertów zabezpieczeń systemowych faktycznie systemy bazujące na tej platformie są relatywnie bezpieczne pomimo wielu zastrzeżeń do produktów firmy Microsoft w środowiskach informatyków i integratorów sieciowych. Najbardziej narażone na ataki zewnętrzne są rozproszone systemy sterowania i monitoringu właśnie z lat 90., kiedy to platforma Windows w zastosowaniach przemysłowych była zwykle oparta na systemie Windows NT. Stosowano go wówczas w komputerach przemysłowych, modułach interfejsów operatorskich HMI i innych, gdy tymczasem system ten nie miał odpowiednich narzędzi zabezpieczających dane (zwykle przenoszone bezpośrednio ze starszych wersji systemu Windows) dla tego typu zastosowań. W aplikacjach z taką platformą systemową należy zwrócić szczególną uwagę na bezpieczeństwo i szybką modernizację tej sfery systemu sieciowego. – Sieci z platformami systemowymi starszych generacji pakietu Windows nie powinny być łączone bezpośrednio z nadrzędnymi systemami sieci biznesowych – podkreśla cytowany już wcześniej Kevin Staggs. – Każdorazowo należy je dobrze uszeregować i zweryfikować, ustalając, jakiego typu dane są z nich niezbędne do kierowania procesami decyzyjnymi w zakładzie i ewentualnie pozyskiwać je poprzez bardzo dobrze skonfigurowany firewall, najlepiej współpracujący z nowoczesnym serwerem akwizycyjnym – dodaje. Pod pojęciem starszych generacji systemu operacyjnego Windows rozumie się w tym wypadku wszystkie wersje pakietu, które nie są już wspierane technicznie i aktualizowane przez firmę Microsoft, co nie gwarantuje ich zabezpieczenia przed wciąż rozwijanymi w sieci Internet wirusami. Co można zrobić? – Zapewnianie bezpieczeństwa systemów sieciowych przez ich izolowanie lub łączenie w skomplikowanych architekturach, z nadzieją, że skomplikowanie układu sieciowego zniechęci 34 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com potencjalnych hakerów, to we współczesnej dobie działanie niewystarczające – ostrzega Sean McGurk, dyrektor działu bezpieczeństwa sieciowego przy amerykańskim Departamencie Bezpieczeństwa Narodowego. – Niedawno przeprowadziliśmy analizę podatności na zagrożenia sieciowe systemów stosowanych we wszystkich branżach przemysłowych sektora publicznego i militarnego. Okazało się, że w sektorze niezmilitaryzowanym aż w 46% aplikacji największe zagrożenie bezpieczeństwa komunikacji występuje na styku sieci poziomu produkcyjnego z biznesowym/zarządzania – komentuje dalej Sean McGurk. – To wskaźnik nie do zaakceptowania, szczególnie wziąwszy pod uwagę znaczenie i konieczność komunikacji pomiędzy tymi poziomami we współczesnych przedsiębiorstwach. Dlatego też ograniczenie dostępu do transmitowanych danych na tym poziomie integracji systemów sieciowych nabiera tak dużego znaczenia – dodaje. To wszystko prawda, łatwiej jednak to stwierdzić, niż w praktyce wykonać, bowiem zabezpieczanie czegoś, co nigdy nie było przewidziane do ochrony lub nie jest już wspierane technologicznie przez producenta, to zadanie dość trudne. Szczególnym wyzwaniem dla integratorów i architektów bezpieczeństwa w systemach sieciowych jest to, że ich użytkownicy coraz częściej domagają się bezproblemowego i jednocześnie bezpiecznego połączenia sieci obsługujących procesy produkcyjne z nadrzędnymi systemami biznesowymi i zarządzania; te pierwsze jednak – zwłaszcza w starszych wersjach, zarówno z perspektywy sprzętu, jak i narzędzi programowych oraz systemów operacyjnych, nie są przygotowane do uruchomienia współczesnych narzędzi bezpieczeństwa sieciowego, takich jak chociażby zaawansowane funkcjonalnie pakiety antywirusowe, bez wpływu na wydajność komunikacyjną łączonych systemów oraz ograniczenie dostępności niektórych typów danych. Tego typu aplikacje sieciowe to środowisko szczególnie delikatne i wrażliwe, dlatego też wszelkie strategie bezpieczeństwa muszą być tu dobrze przemyślane. Warto również zwrócić uwagę, że scenariusze takich strategii już istnieją i zostały wdrożone w licznych aplikacjach w praktyce, a użytkownicy systemów mają dostęp do poradników i serwisów zawierających wskazówki i porady dotyczące ich wdrażania. Większość ze wspomnianych strategii rozpoczyna się etapem szczegółowej analizy istniejącej w danej apli- kacji architektury systemów sieciowych oraz inwentaryzacją dostępnego oprogramowania i platform systemów operacyjnych. Krok kolejny to identyfikacja wszystkich połączeń z sieciami zewnętrznymi, co niejednokrotnie kończy się odkryciem wielu nieznanych wcześniej punktów dostępowych, ze względu na częste praktyki szybkich, tymczasowych połączeń, niewpisywanych do dokumentacji, które jednak z czasem pozostają ciągle aktywne. Aby ustalenie wszystkich takich przyłączy było skuteczne, specjaliści radzą skupić się na analizie łączy obsługujących wszelkiego typu serwery OPC, gatewaye, modemy, moduły bezpieczeństwa lokalnego, moduły komunikacji standardu ModBUS i IP, Profibus i innych standardów sieci przemysłowych. Czas na zmiany Czy zastosowanie technik zabezpieczających sieci będzie jednak działaniem wystarczającym? W ostatecznym rozrachunku w niektórych aplikacjach może się okazać, że rozwiązaniem bardziej opłacalnym byłaby zmiana całej infrastruktury systemów sieciowych na nowsze rozwiązania, oferujące więcej funkcjonalności przy jednoczesnym wysokim poziomie bezpieczeństwa danych i pewności transmisji. Oczywiście to zadanie niełatwe, zarówno pod względem organizacyjnym, jak i finansowym. – Wiem, że wielu inżynierów automatyków i informatyków pracujących na co dzień z omawianymi systemami ma świadomość występujących w nich zagrożeń, jednak ich dokładne, a najlepiej ilościowe, wskaźnikowe oszacowanie nie jest proste. Równie trudne okazuje się często przedstawienie odpowiednich argumentów przemawiających za modernizacją lub wymianą sieci wobec kadr zarządzających sferą biznesową zakładów i przedsiębiorstw – stwierdza Ken Keiser z firmy Siemens Energy & Automation. – Dlatego też wielu z nich ma obiekcje co do przedstawienia rzeczywistej sytuacji przedstawicielom kierownictwa i zarządu firmy. Zawsze lepiej powiedzieć po prostu „system nie działa poprawnie i ma to bardzo znaczący wpływ na wydajność produkcyjną”, niż z trudem dobierać słowa i argumenty w tłumaczeniu zawiłych kwestii bezpieczeństwa danych, wymiany informacji itp. Zwykle w takich sytuacjach wybiera się najsłabsze ogniwo całego systemu – najczęściej interfejsy HMI – i przeprowadza jego wymianę lub aktualizację. Jeżeli to nie przynosi znaczących rezultatów, konieczne jest podjęcie kolejnych kroków, które wymagają przeważnie znacznie większych nakładów finansowych i organizacyjnych – wyjaśnia dalej Ken Keiser. Proces całkowitej wymiany starszych, często firmowych systemów sieciowych istniejących już w zakładach przemysłowych, wielu ekspertów branżowych uważa za zbyt kosztowny i długotrwały. W ich opinii w większości przypadków dążyć należy przede wszystkim do unowocześnienia i aktualizacji standardów już wykorzystywa- TEMAT Z OKŁADKI nych, a ewentualną wymianę na nowsze rozwiązania technologiczne rozłożyć na kilka etapów lub skupić się jedynie na najbardziej krytycznych aplikacjach, strefach sieci. Wprowadzenie nowych procedur, narzędzi bezpieczeństwa to proces do zrealizowania na przestrzeni kilku dni, zaś wymiana infrastruktury to w zasadzie okres jednego do kilku miesięcy lub nawet roku. Wymaga ona bowiem zachowania szczególnej ostrożności przy likwidacji i odtwarzaniu istniejących połączeń fizycznych i funkcjonalnych w systemie, które nie zawsze są dobrze udokumentowane. Czynnik ludzki Dyskusja na temat bezpieczeństwa w systemach sieciowych automatyki zwykle dotyczy kwestii rozwiązań technicznych. Trzeba jednak mieć świadomość, że niebagatelną rolę odgrywa tu również czynnik ludzki. Utrzymanie należytego poziomu bezpieczeństwa wymaga bowiem świadomego zaangażowania pracowników. Jednym z podstawowych problemów przy modernizacji lub aktualizacji starszych systemów automatyki jest zwykle brak aktualnej lub jakiejkolwiek kompletnej dokumentacji technicznej; w systemie mogą być wprowadzone liczne zmiany, modyfikacje itp., które możliwe są do odtworzenia tylko z pamięci (czasem zawodnej) obsługujących go pracowników. – Poprawne zarządzanie i bieżąca weryfikacja wprowadzanych w systemach zmian to powszechny problem nie tylko dotyczący systemów działających bezpośrednio na poziomie produkcyjnym, ale również na poziomach wyższych – sieciach teleinformatycznych działu biznesowego – zaznacza Tood Nicholson z firmy Industrial Defender. – Na przykład otwarcie jakiegoś portu dostępowego do sieci dla użytkownika z zewnątrz powinno być ściśle limitowane i kontrolowane. Często jednak zdarza się, że z czasem o takim porcie „oknie na świat” się zapomina, a sytuację taką wykorzystuje ktoś nieuprawniony, pobierając dane lub wprowadzając np. modyfikacje parametrów pracy urządzeń. Sytuacje takie stanowią nie lada wyzwanie dla pracowników działów IT i automatyków, którzy w celu skutecznej realizacji programów bezpieczeństwa systemowego muszą wprowadzać liczne procedury rejestracji, identyfikacji i analizy zdarzeń oraz działań dotyczących awarii, aktualizacji i modyfikacji sieci komunikacyjnych – wyjaśnia dalej Tood Nicholson. Jak podają inni eksperci branżowi, w swej praktyce zawodowej często 36 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com obserwują wprowadzanie zamian w systemach bez ich dokumentowania, odnotowania i w konsekwencji należytego potwierdzenia. W przekonaniu wielu osób, które takich zmian dokonują, elementy systemowe włączone w sieci powinny same z siebie zagwarantować zachowanie właściwego poziomu bezpieczeństwa danych po ich działaniu. Okazuje się jednak, że stosowane w nich narzędzia programowe i sprzętowe nie zawsze są przygotowane na obsługę sieci o zmieniającej się architekturze i stąd mogą wystąpić pewne zagrożenia. Podsumowując – procedury bezpieczeństwa w systemach sieciowych są oczywiście niezbędne, jednak pracownicy również muszą mieć świadomość swojej roli w utrzymaniu należytego poziomu ochrony i bezpieczeństwa. Badania branżowe wskazują, że popularyzacja wiedzy inżynierskiej w środowiskach pracowniczych jest aktualnie największym wzywaniem, a zarazem koniecznością w perspektywie rosnącej konkurencji rynkowej i ogólnym trendem zmierzającym ku optymalizacji produkcji oraz zwiększeniu jej efektywności. Nieodłącznym elementem tych szkoleń kadr pracowniczych powinno stać się również bezpieczeństwo urządzeń i systemów sieciowych, które coraz powszechniej są stosowane w aplikacjach produkcyjnych i przetwórczych, a większość pracowników tych branż wciąż ma przekonanie, że za bezpieczeństwo i poprawne ich funkcjonowanie odpowiadają jedynie grupy utrzymania ruchu czy zakładowi automatycy lub informatycy. Niezbędne jest zatem wykreowanie kultury bezpieczeństwa, która pozwoli na osiągnięcie odpowiedniego jego poziomu w zakładzie i to niezależnie od zaaplikowanej w nim technologii czy standardów komunikacyjnych. Każdy z pracowników przed podjęciem jakichkolwiek działań aktualizacyjnych, optymalizacyjnych czy modyfikacyjnych w systemie sieciowym, algorytmie procesu czy parametrach pracy urządzeń, powinien w pierwszym rzędzie przeanalizować ich możliwy wpływ na bezpieczeństwo funkcjonowania całego procesu, systemu automatyki i monitoringu itp. Artykuł pod redakcją dr. inż. Andrzeja Ożadowicza – AGH Kraków. FIRMA PREZENTUJE RozwiĎzania Rexroth w zakãadzie produkcyjnym Àrmy Magneti Marelli Ponad 150 metrów łańcuchowego systemu transportowego Opis Działania: VarioFlow z paletami, elementy pneumatyki i systemy iden- System VarioFlow o szerokości 90 mm ze 150 paletami ma tyfikacji RFID wykorzystano do realizacji projektu transpor- za zadanie dostarczyć zwrotnice ze strefy załadunku do 9 tu zwrotnic samochodowych w zakładzie Magneti Marelli maszyn obróbczych, po czym transportowany jest do myj- w Bielsku Białej. ki, gdzie następuje proces mycia i gratowania po obróbce skrawaniem, a następnie powrót do strefy rozładunku. Współpraca z integratorem systemu, firmą DAMATECH, jak Różne typy obrabianych zwrotnic oraz fakt, że występu- i stały kontakt z działem technicznym zakładu Magneti Marelli ją one w wersji prawej i lewej nadają zadaniu dodatkowej pozwoliły zrealizować zadanie i w kwietniu tego roku ruszy- trudności. Zastosowanie systemu identyfikacji palet ID200, ła produkcja. Magneti Marelli jest dostawcą części dla wio- pneumatycznych stoperów i zwrotnic umożliwiło uporząd- dących producentów samochodowych (m.in. BMW, FIAT, kowany rozdział palet na poszczególne stacje, oraz współ- ISUZU). pracę i wymianę informacji z karuzelową myjnią dostarczoną przez firmę MTM. – Dzięki zastosowaniu systemów Rexroth udało się nam zautomatyzować i uporządkować proces transportu i mycia, a nowe Dane techniczne: ułożenie maszyn produkcyjnych pozwoliło zaoszczędzić bar- Liczba palet: 150 sztuk dzo dużo miejsca na hali produkcyjnej. Zarówno elastyczność Masa palety z produktem: 5 kg i jakość systemu VarioFlow, jak i referencje z innych zakładów Prędkości przenośników: V=18 m/min na linii głównej i V=10 Magneti Marelli oraz znajomość marki Rexroth miały decydują- m/min na liniach bocznych cy wpływ przy dokonywaniu wyboru dostawcy. Był to prototy- Szerokość transporterów VF b=90 mm powy projekt w ramach grupy Magneti Marelli, któremu bacznie przyglądali się włoscy koledzy. – mówi kierownik działu – Modułowy charakter zastosowanego układu transportowe- przygotowania produkcji Kazimierz Ślęk. go VarioFlow oraz elastyczność i fachowość monterów z firmy DAMATECH pozwoliły nam dopasować się do specyficznych warunków produkcyjnych w naszej firmie. System musi zgodnie współpracować z naszą obsługą i stanowić jeden zgrany team, co przekłada się na zwiększenie wydajności i jakości produkowanych elementów – kończy szef działu technicznego. Bosch Rexroth Sp. z o.o. należy do koncernu Bosch Rexroth AG, światowego lidera w zakresie napędów i sterowań. Na rynku polskim Rexroth obecny jest od lat sześćdziesiątych. Bosch Rexroth jako The Drive & Control Company opracowuje, produkuje i sprzedaje swoje komponenty w ponad 80 krajach. Przedsiębiorstwo należące do Grupy Bosch zatrudniające blisko 33 000 pracowników osiągnęło w roku 2007 przychody w wysokości około 5,4 mln. EUR. Program produkcyjny Bosch Rexroth obejmuje wszystkie branże oferując ponad 500 000 klientom kompleksowe rozwiązania w zakresie: hydrauliki przemysłowej, napędów i sterowań, techniki przemieszczeń liniowych i montażu, pneumatyki, serwisu i hydrauliki mobilnej. Wykorzystane w projekcie komponenty Bosch Rexroth: Więcej informacji na stronie: www.boschrexroth.pl, y przenośniki z modułowym łańcuchem www.damatech.pl/nowosci.html VarioFlow VF90 y systemowe zwrotnice i stopery pneumatyczne VF y system identyfikacji palet Kontakt dla czytelników: Paweł Krzesak ID200 Profibus DP y zespół przygotowania powietrza AS 2, Tel.: +48 71 364 73 27 oraz wyspy zaworowe HF03 Profibus Fax.: +48 71 364 73 24 [email protected] 38 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com RAPORT Polski rynek komputerów przemysłowych Ciągły rozwój IPC Sprzedaż na rynku komputerów przemysłowych wciąż rośnie. Najpopularniejszymi urządzeniami są według dostawców płyty 3,5” i 5,25” (wbudowane) oraz IPC obudowane typu Box PC (kompaktowe). W komputerach przemysłowych najczęściej zainstalowane są procesory Intel i AMD oraz systemy operacyjne – Windows CE, Windows XP oraz Windows XP Embedded. Wykres 1. Popularne typy wbudowanych komputerów przemysłowych (wg dostawców i użytkowników) 50% płyty 3,5” i 5,25” jednopłytkowe bez obudowy (SBC) 40% 45% 40% 25% 40% EPIC (Embedded Platform for Industrial Computing) 45% 30% 5% 30% COM (Computer -on-Module) platformy RISC SOM (System -on-Module) Pico-ITX inne użytkownicy 5% PC104 EBX (Embedded Board eXpandable) dostawcy 20% 25% 15% 20% 10% 20% 10% 15% 20% Źródło: Control Engineering Polska, lipiec/sierpień 2010 40 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com Mgr inż. Izabela Cieniak W 2009 r. ponad połowa ankietowanych przez „Control Engineering Polska” dostawców komputerów przemysłowych na rynek polski zaobserwowała wzrost poziomu sprzedaży tego typu produktów. Zanotowana zwyżka zawierała się w granicy 10–30%. Pozostała część respondentów twierdzi, że zyski były tej samej wysokości co w 2008 r. Dostawcy na podstawie własnych doświadczeń rynkowych oceniają bardzo pozytywnie ogólne tendencje rozwoju sprzedaży. Uważają, że ich zyski będą rosły także w bieżącym roku. Przyczyną takiego stanu rzeczy ma być przede wszystkim poprawa sytuacji na rynku po stagnacji w roku 2009. Ruszają projekty wstrzymane w 2009 r. Klienci coraz częściej doceniają korzyści płynące z przemysłowych komputerów. Potrzebują nowej funkcjonalności, której nie są w stanie zapewnić im panele operatorskie. – Spodziewamy się dalszego wzrostu sprzedaży komputerów przemysłowych w bieżącym roku w stosunku do poprzedniego – mówi Tomasz Wlazło, inżynier sprzedaży z firmy CSI Computer Systems for Industry. – Związane jest to z rozpoczęciem nowych inwestycji, modernizacją i rozbudową struktur IT. Większe zainteresowanie spowodowane jest także pojawieniem się dedykowanych komputerów dla konkretnego rozwiązania, m.in. komputery panelowe do zastosowania w przemyśle spożywczym, czy też komputerowe terminale dla branży automatyki budynków. 80% sondowanych użytkowników twierdzi, że w 2010 r. ma zaplanowane działania związane z zakupem komputerów przemysłowych. W związku z tym zapytaliśmy, jak będą kształtowały się ich wydatki na tego typu urządzenia w porównaniu do 2009 r. W przypadku po- POLSKI RYNEK KOMPUTERÓW PRZEMYSŁOWYCH łowy respondentów kwota na zakup wzrośnie, w przypadku 40% – pozostanie na tym samym poziomie co w ubiegłym roku, a u 10% – zmaleje. Zbyt szybki wzrost sprzedaży IPC Paweł Jabłoński, Auto ID BD Director Central Eastern Europe, RRC Poland Popularni producenci W Europie Zachodniej rynek komputerów przenośnych dla logistyki – np. ter- Według dostawców najpopularniejszym producentem komputerów przemysłowych jest firma Advantech (60% odpowiedzi). Zaraz po nim znaleźli się Kontron (30%) oraz iEi Technology (20%). 10% respondentów do grupy popularnych producentów komputerów przemysłowych zaliczyło Aaeon, Axiomtek oraz Beckhoff Automation, natomiast 5% z nich – Adlink, AMPRO, ASEM, B&R, Boser Technology, Diamond Systems, ESA, Evoc, HP, i-base, IBM, Invensys Wonderware, Nematron, Protech Systems, Schneider Electric, Siemens, a także VIA. W zakładach produkcyjnych najczęściej zainstalowane są komputery przemysłowe Advantech (70% odpowiedzi). 30% użytkowników posiada produkty IBM i Siemens, 25% ankieto- minali Motorola czy tabletów Xplore – rozwija się dynamicznie już od wielu lat. W Polsce wyraźne przyspieszenie nastąpiło w ostatnich 3–4 latach. Niestety, w 2009 r. nastąpił znaczny spadek popytu w związku ze światowym kryzysem. Jednak już w tym roku notujemy wzrost sprzedaży choć nadal nie uzyskujemy poziomów z 2008 r. Pojawił się jednak inny problem. Producenci półprzewodników nie przewidzieli, że rynek będzie odbudowywał się w tak szybkim tempie. Nie nadążają z produkcją podzespołów, co z kolei blokuje podaż gotowych komputerów przemysłowych. Oczywiście z punktu widzenia dostawców lepsza jest obecna przewaga popytu nad podażą niż spadek, jaki nastąpił w 2009 roku. Planujemy, że w I kwartale 2011 r. sytuacja wróci do normy, a więc będziemy w stanie terminowo realizować co najmniej 95% zamówień. Polski rynek komputerów przemysłowych będzie w kolejnych latach notował stabilny wzrost. Szacuję, że mamy około dwukrotnie mniejsze nasycenie tego rodzaju sprzętem niż Niemcy czy Holandia. Do poziomu naszych zachodnich sąsiadów dojdziemy nie wcześniej niż w ciągu 5–7 lat. Energooszczędny komputer kompaktowy z IP-65 na całej powierzchni obudowy Krakowska firma CSI Computer Systems for Industry ma przyjemność przedstawić najnowszy, bezwentylatorowy komputer kompaktowy AEC-6520 z klasą ochrony IP-65 ze znanej już serii BOXER. Wyposażony jest on w energooszczędny procesor Intel® Celeron M taktowany zegarem 1 GHz. Urządzenie zamknięte jest w odpornej na wodę i pył obudowie wykonanej ze stopu aluminium o klasie protekcji IP65. Komputer posiada możliwość zainstalowania do 1 GB pamięci DDR SODIMM. AEC-6520 posiada 2 porty COM (RS-232 + RA-232/422/485), 1 x LAN, 1 x USB oraz zintegrowane gniazdo CF, które pozwala na instalacje systemu operacyjnego oraz oprogramowania użytkowego na przemysłowych kartach CompactFlash™. Ponadto wyprowadzono również interfejsy VGA, AUDIO, oraz PS/2. Komputer może być zasilany ze źródła napięcia stałego DC 9~30 V, opcjonalnie można zamówić zewnętrzny zasilacz napięcia przemiennego AC100-240 V 50-60 Hz. 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. Zakres temperatur pracy to -15°C do +60°C. Producent udostępnia sterowniki dla systemów operacyjnych Windows CE 5.0 / XP Pro / XP Embedded / Linux. Przeznaczeniem AEC-6520, głównie ze względu na wysoki stopień ochrony, energooszczedny procesor oraz szeroki temperaturowy zakres pracy są różnego typu urządzenia sterujące procesami, rozproszone systemy diagnostyczne, systemy kontroli dostępu. Ponadto duża odporność na wibracje i udary oraz szeroki zakres temperatur pracy predysponują AEC-6520 do zastosowania w aplikacjach mobilnych, nawet w najtrudniejszych warunkach. Szczegółowe informacje: CSI Computer Systems for Industry tel. (12) 637-13-55 [email protected] POLSKI RYNEK KOMPUTERÓW PRZEMYSŁOWYCH Wykres 2. Popularne typy przemysłowych komputerów kompaktowych (wg dostawców i użytkowników) 50% 45% notebooki przemysłowe oparte na IBX inne 50% 40% 30% 50% 30% 50% 15% 40% platery pasywne 5% 30% połówkowe karty procesorowe 5% 20% VME 30% 15% inne komputery bazujące na kartach procesorowych 25% 30% PXI 10% Źródło: Control Engineering Polska, lipiec/sierpień 2010 wanych – HP, natomiast 15% z nich – Pro-Face. Rzadziej wykorzystywane są urządzenia Aaron, iEi technology, IPC2, Moxa oraz Schneider Electric (10% odpowiedzi). W przypadku 5% respondentów używane są komputery przemysłowe firm: Aaeon, Beckhof Automation, Diamond Systems, GE, Kontron, Phoenix Contact, Proteh Systems oraz VIA. użytkownicy 55% pełnowymiarowe 15% dostawcy 25% platformy i komputery 19” 30% rozwiązania POS, POI i podobne 75% płyty główne (ATX, BTX i inne) systemy z Compact PCI 25% oparte na Mini ITX oparte na EPIC-nano użytkownicy 40% oparte na 3,5” komputery naręczne dostawcy 70% obudowane typu Box PC Wykres 3. Popularne typy płyt komputerowych i kart procesorowych (wg dostawców i użytkowników) 15% 35% 5% 15% 5% 10% 25% 5% 5% Źródło: Control Engineering Polska, lipiec/sierpień 2010 45% użytkowników ma w zakładach zainstalowane EPIC, natomiast 40% – płyty 3,5” i 5,25”. Ponadto wykorzystywane są następujące wbudowane komputery przemysłowe: PC104 (25%), COM (20%), platformy RISC (15%), SOM i Pico-ITX (obydwa po 10% odpowiedzi). Tylko 5% ankietowanych stosuje EBX oraz komputery jednopłytkowe bez obudowy (SBC) (wykres 1). Wbudowane IPC W asortymencie wbudowanych komputerów przemysłowych połowa ankietowanych przez „Control Engineering Polska” dostawców ma płyty 3,5” i 5,25”, natomiast jedna czwarta z nich może zaoferować swoim klientom komputery jednopłytkowe bez obudowy (SBC). 40% respondentów sprzedaje również PC 104 oraz EPIC (Embedded Platform for Industrial Computing), a 30% z nich – EBX (Embedded Board eXpandable) oraz COM (Computer-on-Module). W mniej niż jednej czwartej ofert znajdują się: platformy RISC, SOM (System-on-Module) oraz Pico-ITX. 42 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com Komputery kompaktowe Oferta dostawców to także przemysłowe komputery kompaktowe. Z tej rodziny trzy czwarte ankietowanych posiada komputery obudowane typu BOX PC, a połowa – oparte na 3,5”. Pozostały asortyment oparty jest na Mini ITX – w 45% przypadków, na EPIC-nano – w 20% przypadków, na IBX – w 15% przypadków. Oprócz tego dostępne są rozwiązania POS, POI i podobne (40%), komputery naręczne (30%), a także laptopy przemysłowe (20%). Z informacji zebranych pomiędzy użytkownikami komputerów kompaktowych wynika, że POLSKI RYNEK KOMPUTERÓW PRZEMYSŁOWYCH 40% z nich ma zainstalowane komputery obudowane typu Box PC. Trochę rzadziej na stanie zakładu znajdują się laptopy przemysłowe oraz komputery oparte na: Mini ITX, 3,5” i IBX. U 15% respondentów dostępne są rozwiązania POS, POI i podobne. Komputery naręczne i oparte na EPIC-nano wykorzystywane są u 5% sondowanych (wykres 2). Płyty i karty Kolejymi grupami produktów z asortymentu producentów i dystrybutorów są płyty komputerowe i karty procesorowe. Trzy czwarte dostawców ma w swojej ofercie płyty główne (ATX, BTX i inne). Popularne są również systemy z Compact PCI (55%), platformy i komputery 19” oraz pełnowymiarowe karty procesorowe (po 50% odpowiedzi). Mniej niż połowa respondentów ma również platery pasywne (40%) i połówkowe karty procesorowe (35%). Systemy z VME znajdują się w ofercie 15% badanych, a z PXI – u 5%. Inne komputery bazujące na kartach procesorowych to 10% zebranych odpowiedzi. Połowa użytkowników ma w zakładach zainstalowane płyty główne (ATX, BTX i inne). Mniej niż jedna trzecia z nich wykorzystuje platformy i komputery 19” (30%), systemy z Compact PCI oraz inne komputery bazujące na kartach procesorowych (po 25%). Platery pasywne i pełnowymiarowe karty procesorowe to 15% posiadanych tego typu urządzeń, a połówkowe karty procesorowe to tylko 5%. W zakładach najrzadziej można spotkać systemy z VME i PXI (wykres 3). Procesory dla IPC Intel jest najczęściej wykorzystywanym procesorem w komputerach przemysłowych oferowanych przez wszystkich ankietowanych przez „Control Engineering Polska” dostawców. O połowę mniej respondentów sprzedaje komputery z procesorem AMD. 45% z nich ma w asortymencie komputery z procesorem VIA, 30% – z ARM, a 10% – z PPC. Innymi typami procesorów mogą być też Advantech, Atom oraz Transmeta Crusoe. Intel jest także najpopularniejszym procesorem zamontowanym w komputerach przemysłowych w zakładach. Ma go aż 90% użytkowników. Inne procesory, takie jak AMD, VIA, ARM i PPC, są wykorzystywane w mniej niż jednej trzeciej przedsiębiorstw (wykres 4). Wykres 4. Popularne typy procesorów wykorzystywanych w komputerach przemysłowych (wg dostawców i użytkowników) 100% Intel 90% 30% 45% VIA 25% 30% ARN inne użytkownicy 55% AMD PPC dostawcy 20% 10% 15% 15% 5% Źródło: Control Engineering Polska, lipiec/sierpień 2010 POLSKI RYNEK KOMPUTERÓW PRZEMYSŁOWYCH Systemy operacyjne Windows CE, Windows XP i Windows XP Embedded są systemami operacyjnymi zainstalowanymi w komputerach przemysłowych 80% dostawców. Jedna czwarta z nich posiada Linuksa i open source, a 20% Windows 2000 i Windows 7. Innymi systemami mogą być Windows Mobile i Windows Vista. Komputery przemysłowe 70% użytkowników wykorzystują w swojej pracy Windows XP. Połowa ankietowanych pracuje także na Linuksie i open source. 40% zakładów ma zainstalowany Windows CE, 30% – Windows XP Embedded, natomiast 20% – Windows 2000. Również stosowane są takie systemy operacyjne, jak Windows 7 i QNX4 (wykres 5). sterujące. Ponad połowa respondentów może zaproponować swoim klientom karty do akwizycji danych, a 40% – pomiarowe. 35% dostawców ma na stanie moduły procesorowe (wykres 6). Poprosiliśmy użytkowników, aby określili ważne dla nich cechy obudów komputerów przemysłowych. 95% sondowanych twierdzi, że obudowa musi pracować w trudnych warunkach pracy, takich jak zapylenie, wilgoć, wysoka temperatura itp. 65% ankietowanych chce, aby była ona wytrzymała na wibracje, a 60%, aby była odporna na drgania. Dla ponad połowy z nich ważne jest pełnienie przez obudowę roli radiatora, natomiast dla jednej czwartej istotny jest wysoki stopień ochrony. W 40% przypadków musi być odporna na uderzenia (wykres 7). Obudowy do zadań specjalnych Nowe technologie 95% ankietowanych dostawców ma w swoim asortymencie komputery przemysłowe bezwentylatorowe. Taki sam odsetek badanych ma również w sprzedaży komunikacyjne karty rozszerzeń. 60% z nich oferuje karty komunikacyjne Do komputerów przemysłowych wprowadzane są nowe technologie/rozwiązania. Stale zwiększana jest ich moc obliczeniowa przy jednoczesnym zmniejszaniu poboru prądu i niższym wydzielaniu ciepła. Wprowadzane są: chłodze- Najważniejsze jest jak najlepsze dopasowanie do potrzeb Kacper Kaminski, Account Manager, GURU Control Systems Bardzo trudno jest sprecyzować najważniejsze cechy komputerów przemysłowych, ponieważ najważniejszym parametrem jest jak najlepsze dopasowanie sprzedawanego rozwiązania do specyficznych potrzeb klienta. Dlatego zawsze staramy się nawiązać bliską relację z klientem i wybrać optymalny dla niego produkt. Czasem kluczowe znaczenie ma przystosowanie do trudnych warunków środowiskowych, innym razem decyduje duża wydajność, a jeszcze innym przeważającym czynnikiem jest brak części ruchomych, pasywne chłodzenie i jak najdłuższy MTR. Jeśli kilka rozwiązań spełnia postawione wymagania, klienci najczęściej kierują się ceną i dostępnością oraz warunkami gwarancji. Znacznie rzadziej wymagają produktów konkretnego producenta, choć czasem jest to wymuszone przez procedury firmy czy certyfikaty. W przypadku komponentów komputerów przemysłowych, takich jak karty pomiarowe i sterujące, dużym zainteresowaniem naszych klientów cieszą się produkty firmy Adlink, dzięki ich niezawodności i technologicznemu zaawansowaniu. Jeśli parametrem decydującym przy zakupie przemysłowego komputera jest odporność na warunki środowiskowe, często wybieranymi modelami są produkty znanych z innowacyjności firm IEI oraz Axiomtek. Gdy liczą się miniaturowe wymiary, niezawodność i łatwość programowania, dużą popularnością cieszą się modułowe mikrokomputery serii I-8000 firmy ICPDAS. Jak widać, każdy przypadek jest inny, dlatego za każdym razem decyduje inny zestaw cech produktów. Zawsze jednak udaje nam się dobrać dopasowane do potrzeb klienta rozwiązanie. 44 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com POLSKI RYNEK KOMPUTERÓW PRZEMYSŁOWYCH nie pasywne oraz bezwentylatorowe urządzenia z dyskami SSD. Krzysztof Kuźniarz, specjalista ds. rozwiązań IT/HMI z firmy INEE, mówi, że jest to możliwe dzięki wykorzystaniu nowoczesnych, energooszczędnych procesorów, głównie z rodziny Intel Atom, udaje się uzyskać o wiele lepsze odprowadzanie ciepła i tym samym dłuższą żywotność sprzętu. – W najnowszych modelach komputerów przemysłowych zastosowano nowe procesory Intel Atom oraz Core 2 Duo – potwierdza Tomasz Wlazło, inżynier sprzedaży z CSI Computer Systems for Industry. – Są to rozwiązania charakteryzujące się większą energooszczędnością oraz wydajnością w stosunku do starszych modeli. Dodatkowo komputery dedykowane pod konkretne zastosowanie wyposażone są w interfejsy, które do tej pory były rzadkością, m.in. ZigBee dla rozwiązań w automatyce budynków, czy też charakteryzują się budową oraz wykorzystaniem specyficznych materiałów, np. obudowa wykonana ze stali kwasoodpornej dla przemysłu spożywczego. Dzięki temu odpada nam konieczność rozbudowy o dodatkowe interfejsy, czy też dodatkowej zabudowy komputerów w szafkach. Ponadto szybko zwiększa się oferta komputerów przemysłowych odpornych na bardzo trudne warunki otoczenia podczas pracy. Również poprawione zostały właściwości multimedialne. Komputery zostały też wzbogacone o inne interfejsy wideo (DVI, HDMI, S-VIDEO). Innymi wprowadzonymi technologiami są sieć Ethernet 1 Gbit i złącza PCIex. Wykres 5. Popularność systemów operacyjnych wykorzystywanych w komputerach przemysłowych (wg dostawców i użytkowników) 80% Windows CE 80% Windows XP Embedded 30% 80% Windows XP 70% 45% Linux i open source Windows 2000 inne dostawcy użytkownicy 40% 50% 20% 20% 35% 15% Źródło: Control Engineering Polska, lipiec/sierpień 2010 Popularne aplikacje Komputery przemysłowe z oferty ponad 90% dostawców mogą być wykorzystywane w kontroli procesów i automatyce oraz w systemach komunikacyjnych i sieciowych. Urządzenia te można również stosować w systemach pomiarowych (85%), a także w logistyce (75%). Więcej niż połowa ankietowanych twierdzi, że ich produkty pracują w zastępstwie klasycznego PC oraz w systemach POS/POI (Point Of Sales/Point Of Information). Innymi aplikacjami, w których POLSKI RYNEK KOMPUTERÓW PRZEMYSŁOWYCH Wykres 6. Popularne typy kart rozszerzeń (wg dostawców) komunikacyjne 95% sterujące moduły procesorowe mogła pracować w trudnych warunkach pracy (zapylenie, wilgotność itp.) 60% akwizycji danych pomiarowe Wykres 7. Dla użytkowników ważne jest, aby obudowa komputera przemysłowego: 95% była odporna na wibracje 55% 65% była odporna na drgania 40% 60% pełniła rolę radiatora 35% miała duży stopień ochrony Źródło: Control Engineering Polska, lipiec/sierpień 2010 była odporna na uderzenia 55% 45% 40% Źródło: Control Engineering Polska, lipiec/sierpień 2010 można posługiwać się komputerami przemysłowymi z oferty dostawców, są urządzenia militarne (45%), medycyna (40%), urządzenia wideo (35%), a także rozrywka i gry. Według użytkowników komputery przemysłowe stosowane są przez nich przede wszystkim do kontroli procesów i automatyki (85%) oraz w systemach pomiarowych (70%), komunikacyjnych i sieciowych (60%). W zastępstwie klasycznego PC pracują tylko u 40% respondentów. Jeszcze rzadziej wykorzystuje się je w logistyce (25%) i urządzeniach wideo (20%). Komputery przemysłowe cieszą się najmniejszą popularno- ścią (jedynie 5% odpowiedzi) w aplikacjach przeznaczonych dla branży rozrywki i gier, w urządzeniach militarnych, systemach POS/POI oraz zastosowaniach medycznych (wykres 8). Elementy współpracy 45% użytkowników ocenia poziom wsparcia technicznego ze strony dostawców komputerów przemysłowych. 40% z nich uważa, że jest on na poziomie średnim, a 15% – że niestety jest on słaby. Istota konstrukcji bezwentylatorowych, w tym rozwiązań opartych na procesorach Intel Atom Andrzej Górczak, Product Manager Automation Systems, Phoenix Contact Każdy posiadacz domowego PC zetknął się z problemem właściwej pracy wentylatorów chłodzących nasz komputer. Mocne i rozbudowane stacje mogą być wyposażone nawet w kilka wentylatorów jednocześnie, które po latach dają o sobie znać przez nieprzyjemny dźwięk czy wieszanie się systemu. Z komputerami przemysłowymi do niedawna było podobnie. Poprawne chłodzenie procesora i dysków twardych to najwyższy priorytet. Przemysłowy komputer często powinien działać nieprzerwanie, w trudnych warunkach kilka, a nawet kilkanaście lat. Co jeszcze może zatrzymać system skutecznie? Są to między innymi: zasilacz, bateria zegara czy dysk twardy. Jestem pewien, że te usterki również nie są nam obce. Zatem co dzisiaj definiuje nowoczesny i wydajny komputer przemysłowy? Oczywiście pewne i długoterminowe działanie. Oznacza to minimalizację wszelkich możliwych usterek. A jeżeli już wystąpią, jak najszybsze ich usunięcie. Najlepiej bez rozkręcania obudowy, konieczności demontażu z obiektu i odsyłania do producenta. Nowoczesny komputer to nie tylko mocny procesor, ale konstrukcja całej jednostki. Dobrze zaprojektowana płyta główna skutecznie zwiększa moc komputera i efektywność pasywnego chłodzenia. Obniżenie kosztów produkcji komputerów przemysłowych, w konsekwencji również cen rynkowych, pozawala dzisiaj zastosować komputer jako panel operatorski. Procesor Atom idealnie pasuje do tego typu zastosowań. Jeżeli poruszamy się na granicy wydajności i technicznych możliwości paneli operatorskich, korzystniej jest zdecydować się na komputer przemysłowy z tym właśnie procesorem. Możemy swobodnie wybierać w przekątnych ekranu, pamięci operacyjnej, pojemności dysków twardych i kart pamięci typu Flash. Atom bardzo dobrze pracuje z systemem Windows XP oraz XP Embedded. Dzięki takiej właśnie modułowej budowie zawsze otrzymujemy optymalną jednostkę, zależnie od naszych potrzeb lub możliwości finansowych. Zupełnie jak w sklepie komputerowym. Koniecznie musimy jeszcze powiedzieć, że procesor Atom zużywa mniej energii, w konsekwencji obniżając emisję CO2 do atmosfery. Na tym zależy już chyba każdemu z nas. 46 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com Wykres 8. Aplikacje, w których można wykorzystywać komputery przemysłowe (wg dostawców i użytkowników) 95% kontrola procesów i automatyka 85% 60% 85% systemy pomiarowe 70% 75% zastosowania w logistyce 25% 60% w zastępstwie klasycznego PC urządzenia militarne zastosowania medyczne 40% 50% 5% 45% 5% 40% 5% 35% urządzenia wideo rozrywka i gry użytkownicy 90% systemy komunikacyjne i sieciowe systemy POS/POI dostawcy 20% 15% 5% Źródło: Control Engineering Polska, lipiec/sierpień 2010 Dostawcy twierdzą, że ich klienci przy wyborze komputerów przemysłowych kierują się przede wszystkim niezawodnością urządzenia i jego ceną (po 90% głosów). Użytkownicy zwracają również uwagę na wsparcie techniczne oraz wytrzymałość mechaniczną (po 55%). Mniej niż trzy czwarte respondentów uwa- ża, że na wybór wpływa niski pobór mocy (45%), marka producenta, długa gwarancja i możliwość rozbudowy (po 30%). Według 25% ankietowanych istotne są moc obliczeniowa i interfejs, według 20% – dostępność na rynku, a według 10% – duża pamięć operacyjna komputera przemysłowego. Za pomoc w opracowaniu raportu dotyczącego polskiego rynku komputerów przemysłowych szczególnie dziękujemy firmom: ASTOR, B&R Automatyka Przemysłowa, Beckhoff Automation, CSI Computer Systems for Industry, elPLC, GURU Control Systems, INEE, JM Elektronik, Kontron East Europe, Multiprojekt, NaviNet, Panasonic Electric Works, Phoenix Contact, RAControls, RRC Poland, SABUR, Schneider Electric Polska, Soyter, Tekniska Polska. Dziękujemy również wszystkim czytelnikom magazynu „Control Engineering Polska”, którzy wzięli udział w ankiecie. POLSKI RYNEK KOMPUTERÓW PRZEMYSŁOWYCH 48 l Wydajność PC dopasowana do wymagań aplikacji Pulpity Panasonic – dla wymagających klientów Nowy Panel PC 800 jest dostępny z procesorami o szerokim zakresie wydajności: od wydajnego energetycznie procesora Intel Atom N270 do procesora Core2 Duo dla aplikacji o najwyższym zapotrzebowaniu na moc obliczeniową. Ekrany dotykowe o przekątnej 15” XGA i 19” SXGA zapewniają prostą i intuicyjną obsługę. Wyposażony w chipset Intel 945 GME panel PPC800 z procesorem Intel Atom N270 1,6 GHz jest bezkonkurencyjny, jeśli chodzi o optymalizację stosunku ceny do wydajności. Pamięć do 3 GB SDRAM zapewnia szybkie przetwarzanie programów wymagających dużych zasobów pamięciowych. Wydajne procesory Dual Core używane są w aplikacjach wymagających dużej mocy obliczeniowej. Do takich zastosowań dostępne są procesory Core2 Duo do Core2 Duo T9400 2,53 GHz w połączeniu z nowym chipsetem GM45. Nowa kombinacja procesorów i chipsetów osiąga doskonałe rezultaty nie tylko ze względu na wyższe częstotliwości zegara i duży rozmiar pamięci L2 cash, ale także ze względu na nową architekturę zoptymalizowaną dla możliwie najwyższej przepustowości danych. Obejmuje to magistralę systemową 1066 MHz, pamięć RAM DDR3 dual channel oraz bardzo wydajny kontroler graficzny. Panel PC 800 może być obsługiwany przez procesory Core2 Duo bez wentylatora. Chipset, procesor i pozostałe komponenty są połączone bezpośrednio na płycie chłodzącej przy użyciu materiałów przewodzących. Czynności konserwacyjne jak wymiana filtrów nie są już potrzebne. W celu optymalizacji kosztów i wyboru najbardziej odpowiedniego urządzenia można zastosować różne warianty. Można np. wybrać do dwóch wejść PCI i PCI Express, modułowe napędy i dodatkowe oprzyrządowanie sieci. Zintegrowany UPS umożliwia prawidłowe zamknięcie systemu PC bez straty danych. www.br-automation.com Panasonic oferuje nową serię pulpitów operatorskich GN z kolorowym ekranem dotykowym 7–15 cali TFT. Zostały one zaprojektowane pod kątem zaawansowanych aplikacji. Wyposażone są w oprogramowanie typu SCADA, dające dużo więcej możliwości. Standardowo panele mają 3 porty USB host (jeden z przodu urządzenia), 2 porty Gigabit Ethernet, jeden port RS232 opcjonalnie RS485. Pulpit może obsłużyć 32 GB danych, zapisanych na karcie CF lub pendrivie. Wydajny procesor 1,6 GHz Intel Atom i duża pamięć pozwalają na obsługę bardzo zaawansowanej grafiki. Pulpit jest wykonany w technologii bezwentylatorowej, nie powoduje podnoszenia kurzu. Dysk twardy nie ma napędu obrotowego, co w znaczący sposób wpływa na niezawodność urządzenia. Pulpity pracują w oparciu o system operacyjny Windows CE. Wizualizacja ma bardzo zaawansowane funkcje. Możliwe jest przeglądanie stron WWW, PDF-ów i filmów. Standardowe funkcje to zarządzanie alarmami i hasłami, język skryptowy VBA, klient WEB (zdalny pulpit), archiwizacja danych i obsługa receptur. Pulpity mają drivery do większości znanych urządzeń automatyki przemysłowej. Opcjonalnie panele mogą współpracować z innymi urządzeniami w sieciach: Profibus DP, CANopen, DeviceNet. Podstawowe cechy pulpitów: • darmowy program narzędziowy, • wydajne urządzenie wykonane w najnowszej technologii, • drivery do większości urządzeń automatyki, • elastyczność i funkcjonalność wynikająca z zastosowania WinCE, • różne porty komunikacyjne w standardzie. www.panasonic-electric-works.pl WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com POLSKI RYNEK KOMPUTERÓW PRZEMYSŁOWYCH Logix XT – gdy warunki są eXTremalne Sterowniki z rodziny ControlLogix XT to odpowiedź firmy Rockwell Automation na wyzwania stawiane przez aplikacje pracujące w najtrudniejszych warunkach przemysłowych. Łączą zalety i możliwości klasycznego sterownika PAC ControlLogix z dodatkową funkcjonalnością pracy w warunkach ekstremalnych. Najważniejsze zalety sterownika ControlLogix to 8 MB pamięci na aplikację, obsługa maksymalnie 4000 sygnałów analogowych lub 130 tys. sygnałów cyfrowych, obsługa redundancji w zwykłym procesorze, komunikacja z rozproszonymi wyspami We/Wy przez redundowaną sieć ControlNet, komunikacja ze zdalnymi urządzeniami przez protokół Modbus TCP lub Modbus RTU, możliwość sterowania aplikacjami bezpieczeństwa z poziomem SIL 2 przez standardowy procesor. Odmiana modułów XT do warunków ekstremalnych odznacza się rozszerzonym zakresem temperatur pracy od -2570°C, oprócz tego wszystkie moduły są fabrycznie lakierowane, by zapobiec uszkodzeniom elementów elektronicznych w kontakcie z wymienionymi wcześniej związkami chemicznymi. Wszystkie moduły XT mogą być zastosowane w strefie niebezpiecznej drugiej wg ATEX. Urządzenia spełniają również wymagania norm ANSI/ISA-S71.04-1985; klasy G1, G2 oraz G3. www.racontrols.pl SAILOR-12A – szczelny komputer odporny na niskie temperatury Komputer panelowy SAILOR-12A firmy iEi Technology Corp. wyróżnia się całkowicie szczelną obudową (IP67), dzięki temu możliwe jest nawet jego całkowite zanurzenie. SAILOR wyposażony jest w procesor Intel Atom N270 oraz 1 GB RAM. Wo- doszczelne gniazda kryją porty USB, audio, RS-232/422/485, GbEthernet. Komunikację bezprzewodową zapewnia moduł 802.11 b/g (antena jest wkomponowana w obudowę). Dzięki magistrali CAN komputer można zastosować w aplikacjach samochodowych. Urządzenie może być wyposażone w kartę CF lub dysk 2,5”. Komputer ma dotykowy ekran 12,1’’ 1024x768 o jasności 400 cd/m2 i kontraście 500:1. Wersja superjasna – SAILOR-12ASR, ma jasność aż 1000 cd/m2. Oba modele wyposażone są w czujnik natężenia światła. Aluminiowa obudowa czyni urządzenie odpornym na urazy mechaniczne. Istotny jest szeroki zakres temperatur pracy: od -10°C do 50°C, co w połączeniu ze szczelnością, bogatym wyposażeniem sprawia, że komputer jest idealny do zastosowania zarówno w układach automatyki w przemyśle spożywczym, ciężkim, jako elementy systemów nawigacyjnych statków i łodzi oraz w aplikacjach samochodowych lub jako terminal wózków widłowych. JM elektronik – autoryzowany dystrybutor iEi Technology Corp, Inno-Disk, ICP DAS, Custom www.jm.pl www.ieiworld.pl Wytrzymałe miniaturowe komputery firmy Adlink w ofercie KamLAB Serie Matrix MXE-1000 i MXC-2000 to bezwentylatorowe komputery o rozszerzonych temperaturach pracy (-20 do +70°C), wytrzymałości na wibrację 5 G i konstrukcji niezawierającej wewnętrznego okablowania. Wbudowany komputer jednopłytowy jest wyposażony w procesor Intel Atom N270 1,6 GHz i chipset Intel 945GSE/ICH7-M. Zintegrowana grafika obsługuje analogowe wyjście VGA o rozdzielczości do 2048x1536. Standardowo komputer zawiera 1 GB pamięci SODIMM DDR2 533 MHz, z możliwością rozszerzenia do 2 GB. Komputery serii MXE-1000 mają kompaktową obudowę i są wyposażone w wiele interfejsów dodatkowych: 1xGbE, 2xRS-232/422/485, 2xRS-232 i 4xUSB 2.0, 1xSATA, gniazdo CompactFlash, port Mini-PCIe; opcjonalnie: 2xGbE lub 2x1394b. Zasilanie napięciem 6–36 V DC www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 49 POLSKI RYNEK KOMPUTERÓW PRZEMYSŁOWYCH pozwala na stosowanie w transporcie kołowym, morskim i lotniczym, w maszynach, oddalonych stacjach pomiarowych i rejestrujących, w akwizycji i analizie obrazu. W komputerach MXC-2000 płyta główna dodatkowo ma 2xGbE oraz 2 gniazda Compact Flash. Dwa gniazda PCI lub jedno PCI i jedno PCI Express dają nieograniczone możliwości rozbudowy przez zamontowanie dowolnych kart pomiarowo-sterujących. Komputery te doskonale nadają się do zastosowań jako sterowniki przemysłowe, regulatory, rejestratory – w pomiarach, sterowaniu i automatyce. www.kamlab.pl Komputery panelowe dla automatyki budynkowej Bezwentylatorowe komputery panelowe rodziny Visualyser to unikatowe na rynku rozwiązanie do zastosowań w automatyce budynkowej, szczególnie do apartamentów i rezydencji. Są od podstaw zaprojektowane dla tego rynku przez włoskich inżynierów i stylistów. VISUALYSER zaspokaja niemal wszelkie potrzeby estetyczne, bez rezygnacji z niezawodności i funkcjonalności znanej z zastosowań stricte przemysłowych. Visualyser jest istotną, bo zawsze znakomicie widoczną, częścią systemów tzw. domu inteligentnego. Znacząco wpływa na ocenę całości przez użytkownika i pomaga mu podjąć na „tak” decyzję zainwestowania w swój komfort i bezpieczeństwo. Visualyser ma nie tylko walory techniczne znane z innych produktów firmy ESA, ale także łatwość dostosowania wyglądu do koncepcji wystroju wnętrza domu czy apartamentu. Dostępne są urządzenia o przekątnej ekranu dotykowego LCD TFT od 4,3” do 15”. Decydujące o wyglądzie całości wymienne ramki dostępne są w szerokiej gamie typów, materiałów wykonania, kształtów i kolorystyce. Wykonywane są one z tworzyw akrylowych CORIAN, różnych gatunków drewna, jak mahoń czy tropikalne wenge, dając swobodę projektowania i umożliwiając tworzenie wyjątkowych wnętrz. Ich montaż i wymiana są bardzo proste. Visualyser jest wyposażony w prawie 100 różnych sterowników komunikacyjnych, w tym KNX, LON czy Modbus. Może więc pracować w niemal każdym systemie automatyki budynkowej, integrować podsystemy różnych producentów, zastępując dedykowane i ograniczone zwykle ich własne panele operatorskie. Pozwala to nie tylko na podniesienie komfortu użytkowania instalacji technicznych budynku przez ujednolicenie interfejsu graficznego całego systemu automatyki, ale także obniżenie kosztów całości instalacji. Aplikacja użytkowa tworzona jest w wyjątkowo intuicyjnym oprogramowaniu MyVision. Można również stosować aplikacje oparte o przeglądarki wykorzystując Visualyser z Windows 7, CE, XP Embedded czy Professional. MyVision jest intuicyjnym pakietem pozwalającym, niemal wyłącznie z użyciem myszy, na tworzenie aplikacji dostosowanych do wysokich wymagań użytkownika. I mówić tu należy raczej o konfigurowaniu niż projektowaniu czy programowaniu. Wbudowane narzędzia i biblioteki umożliwiają opracowanie w krótkim czasie nawet rozbudowanych aplikacji obejmujących m.in. klimatyzację, wentylację, ogrzewanie, zasłony/rolety, nawadnianie, oświetlenie, sceny świetlne, scenariusze, nadzór video, czy systemy alarmowe. A dane i informacje z wielu oprogramowań innych firm i zewnętrznych baz danych (w tym Konnex ETS) mogą być bezpośrednio importowane. www.youtube.com/user/esahmi www.sabur.com.pl Raporty w kolejnych wydaniach 2010 50 l ć Październik Sterowniki programowalne ć Listopad Tablicowy osprzęt sterowniczo-sygnalizacyjny ć Grudzień Czujniki WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com KONTROLA KONTROLA PROCESU Symulatory procesów W opinii respondentów trening operatora jest najważniejszym sposobem wykorzystania oprogramowania do symulacji procesów produkcyjnych. Peter Welander C hoć symulacja komputerowa może przyjąć wiele form, to w wykorzystaniu przemysłowym jednym z najpopularniejszych zastosowań jest zastąpienie przez komputer i symulacja na nim rzeczywistego procesu produkcyjnego. Chcąc dowiedzieć się, kto i w jaki sposób wykorzystuje tego typu oprogramowanie, redakcja amerykańskiego Control Engineering postanowiła przeprowadzić stosowną ankietę, w wyniku której uzyskano 137 odpowiedzi. Pierwsze trzy odpowiedzi na pytanie: „Dlaczego firma wykorzystywała symulatory procesu?” skupiały się wokół tematyki szkoleniowej: • aby szkolić nowych operatorów (52,6%), • aby nauczyć się przeprowadzania nowych nieznanych operacji (44,5%), • aby chronić sprzęt, mając lepiej wyszkolonych operatorów (41,6%). Przechodząc do analizy odpowiedzi na kolejne pytanie: „Czy symulacje procesu były prowadzone również w innym celu?”, stwierdzamy, że najczęściej podawanym powodem (61,3%) było „zwiększenie wydajności/niezawodności procesu”. Jak widać, idea wykorzystania bezpiecznego narzędzia do testowania możliwości usprawnienia procesu, bez zagrożenia uszkodzeń sprzętu czy strat w produkcji, jest bardzo pociągająca. Poza tym kreatywność ankietowanych szybko się kończy, gdyż drugą co do ilości odpowiedzią na to pytanie (32,1%) było „nie wiem” lub „nie”. Prawie jedna czwarta (22,6%) odpowiedzi wskazywała na „analizę niezawodności, zarządzanie zamówieniami, planowanie wydajności itd.” 52 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com Jedne z bardziej ciekawych odpowiedzi dotyczyły producentów symulatorów. Okazuje się, że żaden z dostawców nie obsługiwał więcej niż 10% badanych firm. Suma udziału w rynku pierwszych czterech producentów wynosiła 25,6%. To, co na wykresie określono jako „inne”, składa się ze zsumowania wskazań na co najmniej 40 różnych firm. Ponadto wiele z ankietowanych firm przygotowywało symulatory we własnym zakresie, co określone jako „stworzone wewnętrznie” stanowiło drugie co do wielkości pochodzenie oprogramowania. Wybrane cechy funkcjonalne otwierają listę (49,6%) odpowiedzi na pytanie: „Co skłoniło cię do wyboru tego, a nie innego dostawcy oprogramowania?”. Innymi wskazywanymi motywatorami były „koszty” (34,3%) i „znajomości i doświadczenia uniwersyteckie” (28,5%). Trening na zastrzeżonych modelach procesów Biorąc pod uwagę dwa główne powody prowadzenia symulacji, czyli trening operatorów i poprawę produkcji, niezwykle istotnym aspektem jest zapewnienie tak dużego, jak to tylko możliwe, stopnia poprawności i realności programu symulacyjnego. 62,0% badanych na pytanie: „Czy wykorzystywane środowisko symulacyjne zawiera zastrzeżone przez ich producentów modele sprzętu lub procesów termodynamicznych?”, odpowiedziało twierdząco. Dodatkowo 51,8% respondentów dodało, że ich systemy symulacyjne wykorzystują aktualny graficzny interfejs operatora używanego systemu DCS/SCADA zamiast typowych interfejsów dołączanych do oprogramowania symulacyjnego. KONTROLA PROCESU W procesach technologicznych i bezpieczeństwie ich przebiegu błędy są niedopuszczalne. Warto więc zadać pytanie: jak szkolić kompetentnych operatorów procesów? Trudno przecież wyobrazić sobie szkolenie operatora na faktycznie biegnącym procesie, który jest strategiczny dla fabryki. Damian Żabicki W zakresie symulatorów procesów redakcja Control Engineering Polska przeprowadziła ankietę wśród czytelników czasopisma. Należy zaznaczyć, że identyczna ankieta została przeprowadzona przez amerykańskie wydanie CE w marcu 2010 r. Stąd też interesująca wydaje się być próba zestawienia wyników obu ankiet, wskazania w nich zarówno zgodności, jak i rozbieżności. Gdzie i na co W pierwszej kolejności zapytano czytelników, w jakim celu stosowane są symulatory procesów. Wspólnym mianownikiem w obu ankietach były aspekty szkoleniowe. W Polsce symulatory procesów są używane w pierwszej kolejności do szkolenia i nauki nowych, niestandardowych operacji. Amerykanie jako podstawowe zadanie tego typu oprogramowania wymieniają szkolenie nowych operatorów. W obu ankietach zgodnie wskazywano na korzyść w postaci ochrony maszyn i urządzeń poprzez lepsze wyszkolenie personelu. Analizując wyniki ankiety, można stwierdzić, że w Polsce symulatory procesów cieszą się większym uznaniem niż w Stanach Zjednoczonych. Nasuwa się pytanie: skąd się bierze taki stan rzeczy? W dużej mierze wynika on stąd, że w Polsce wybudowano w ciągu ostatnich lat wiele obiektów przemysłowych. Najczęściej bazują one na nowoczesnych technologiach wytwarzania. Kluczową rolę odgrywa zatem odpowiednie wyszkolenie personelu, który sprostać miał obsłudze nowoczesnych i niejednokrotnie skomplikowanych urządzeń przemysłowych, bazujących głównie na automatyce, a co za tym idzie informatyce. Symulator procesu może być stosowany w przedsiębiorstwie z odpowiednio dużą kadrą operatorów. Przedsiębiorstwo powinno być też na tyle duże, by było w stanie udźwignąć koszty wsparcia technicznego i uaktualnień Jako przyczynę stosowania symulatorów procesów Amerykanie podają również wymagania prawne. Polscy czytelnicy odpowiedzi takiej nie udzielili. Wynikać to może z sytuacji, że czytelników biorących udział w ankiecie takie uwarunkowania prawne nie dotyczyły lub w Polsce nie ma przepisów wymuszających stosowanie symulatorów. www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 53 KONTROLA PROCESU W ankiecie pytano również, jakie zadania i operacje były ćwiczone z użyciem symulatora. Pytanie to wymagało odpowiedzi pisemnej i przez to były one różne, ale często wskazywały na wszystkie elementy procesu. Znajdujemy tu komentarze typu: „Wszystko w DCS-ie jest możliwe do symulacji”, „Wszystkie zadania operatorów mogą być testowane” czy „System pozwala zasymulować ok. 90% możliwych do wykonania na procesie operacji.” Narzędzia do szkoleń i analizy procesu Dlaczego twoja firma zainwestowała w oprogramowanie symulacji procesu? (Wybierz pasujące odpowiedzi) 53% 45% 42% Jeden z pytanych napisał: „Symulator emuluje tablicę rozdzielczą i ma wygląd i daje poczucie rzeczywistego elementu fabryki. Ponieważ mamy do czynienia z chemikaliami, możemy przeprowadzać sesje treningowe, podczas których operatorzy nabierają doświadczeń w prowadzeniu procesów w stanach wyjątkowych i ćwiczą, co należy zrobić, aby zapobiec lub zminimalizować skutki niepożądanego przebiegu procesu. Przy niezawodności procesu sięgającej 99% i z 50% załogi posiadającej pięcioletnie i krótsze doświadczenie, jest naszym obowiązkiem wykorzystywanie symulatora na tyle często, aby zwiększyć doświadczenie operatorów, którego w inny sposób nie zdobędą. Ta aplikacja przyspiesza wymagany proces szkolenia i daje nowym operatorom pewność przy podejmowaniu właściwą decyzję we właściwym czasie”. 23% 14% 7% Do nauki Dla ochrony Do szkoleń nowych nowych, systemu przez operatorów obsługi niestandardowych podniesienie bieżącego operacji kwalifikacji procesu operatorów Nie dokonywała Wymagały tego wyboru odnośnie przepisy inwestycji w takie oprogramowanie Inne Tradycyjni użytkownicy Większość symulatorów używana jest w przemyśle ciężkim, chemicznym i petrochemicznym (54,7%). Kolejne miejsca zajmują przemysł spożywczy 5,8% i farmaceutyczny 2,9%. Jak widać, grupa pozostałych użytkowników symulatorów jest całkiem spora i wynosi 36,5%. Czy symulacje były wykorzystywane do innych celów? (Wybierz pasujące odpowiedzi) 61% Wartość symulacji 32% 23% 18% 17% Poprawa jakości Analiza Planowanie i niezawodności niezawodności, alokacji zasobów sterowania zarządzanie popytem, planowanie wydajności itd Łagodzenie skutków awarii i/lub poprawa wizerunku Nie wiem lub nie Kto dostarczył oprogramowanie? Brak odpowiedzi Nie wiem 3% 17% Inny 9% Honeywell Process Systems 6% Invensys, SimSci-Esscor 52% 6% 5% 3% Siemens Emerson Źródło: Control Engineering 54 l Mynah WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com Pytani „jaką wartość miały prowadzone symulacje?”, respondenci odpowiadali w różny sposób, dzieląc się rozmaitymi obserwacjami, w tym dotyczącymi szkolenia i testów: • Przeprowadzenie testu daje operatorowi możliwość poznania, zrozumienia i docenienia swojej roli w procesie daleko bardziej, niż może to osiągnąć dzięki instrukcji. • Nowi operatorzy mogą zdobywać doświadczenia procesowe bez zagrożenia utraty produkcji. • Symulacje stanowiły dużą część całego szkolenia (w ostatnim roku zatrudniliśmy 15 operatorów zastępujących osoby odchodzące na emeryturę). W tym roku planujemy rozszerzenie tej formy szkoleń. • Lepiej wyszkoleni operatorzy, w szczególności ci szybko awansujący na skutek odejść na emeryturę pracowników wyższego szczebla. • Nowi operatorzy uczą się znacznie szybciej, jak sterować procesem. Poznają zachowanie obiektu i ich rolę w oddziaływaniu na proces. Doświadczeni operatorzy poznają na bieżąco wszelkie nowości techniczne i technologiczne. KONTROLA PROCESU Szkolenie to jeszcze nie wszystko Analizując dalsze wyniki badań, można stwierdzić, że używanie symulatorów procesów do innych celów niż szkoleniowe jest niewielkie lub świadomość takiej możliwości jest niska. Co prawda zgodnie z ankietą wynik w polskich zakładach jest lepszy niż w Stanach Zjednoczonych, to jednak odpowiedź: „nie stosujemy takiego oprogramowania w innych celach” plasuje się wysoko. W obu ankietach na pierwszej pozycji wymienia się używanie symulatorów procesów do poprawy jakości i niezawodności sterowania. Jak twierdzą Polacy, oprogramowanie tego typu używane jest także do łagodzenia skutków awarii i/lub poprawy wizerunku. W następnej kolejności do analizowania niezawodności, zarządzania popytem, planowania wydajności itd. Na ostatnim miejscu wymienia się planowanie alokacji zasobów. Nieco odmienne zdanie w tej kwestii mają Amerykanie. Na drugim miejscu wymienia się bowiem wspomniane już „nieużywanie symulatorów do innych celów". W następnej kolejności podaje się analizowanie niezawodności, potem planowanie alokacji zasobów i łagodzenie skutków awarii i/ lub poprawa wizerunku. konieczność stosowania symulatorów procesów w elektrowniach. Dobry przykład stanowi tutaj proces nawęglania. Dyspozytor nawęglania odpowiedzialny jest za zapewnienie odpowiedniej ilości paliwa w postaci miału węglowego i biomasy do zasobników. Operator musi zadbać o ciągłość procesu nawęglania oraz o koordynowanie pracy poszczególnych urządzeń. Są to przede wszystkim przenośniki, zwałowarki, wagi, wózki wygarniające, przesypy itp. Co prawda urządzenia działają w ramach komplek- Narzędzia do szkoleń i analizy procesu Dlaczego twoja firma zainwestowała w oprogramowanie symulacji procesu? 73% 47% 20% Do szkoleń nowych operatorów obsługi bieżącego procesu 13% Do nauki nowych, Dla ochrony systemu Nie dokonywała niestandardowych przez podniesienie wyboru odnośnie operacji kwalifikacji operatorów inwestycji w takie oprogramowanie 13% Inne Czy symulacje były wykorzystywane do innych celów? (Wybierz pasujące odpowiedzi) Komu symulator Jedno z pytań ankiety dotyczyło branży przemysłu, w której używany jest symulator. Wyniki polskiej edycji ankiety są jednoznaczne i pozwalają na sformułowanie wniosku: najwięcej symulatorów procesów używa się w energetyce, a potem w przemyśle spożywczym i petrochemicznym. Kolejne odpowiedzi miały pojedynczy charakter. Wymieniano przemysł chemiczny i ciężki, a następnie informatyczny oraz produkcję kabli i uczelnie wyższe. W jakich branżach przemysłu symulatory procesów używane są przez Amerykanów? Interesujące jest, że czytelnicy CE ze Stanów Zjednoczonych w ogóle nie wymieniali branży energetycznej, która dominująca jest w polskiej edycji ankiety. Przemysł ciężki, chemiczny i petrochemiczny stanowi około 57%, zaś spożywczy 5%. Oprócz tego w amerykańskich zakładach z branży farmaceutycznej również używa się symulatorów procesów. Zastanawia, dlaczego czytelnicy Control Engineering z USA jako dominującej nie podali branży energetycznej. Mało tego, w ogóle nie była ona uwzględniona w odpowiedziach. Zrozumiała jest chociażby 53% 33% 26% 13% Poprawa jakości Analiza Planowanie i niezawodności niezawodności, alokacji zasobów sterowania zarządzanie popytem, planowanie wydajności itd Łagodzenie skutków awarii i/lub poprawa wizerunku 7% Nie wiem lub nie Źródło: Control Engineering Polska sowego systemu automatyki, to jednak trudno sobie wyobrazić szkolenie operatora na faktycznie biegnącym procesie. Każda awaria, błąd, czy też przestój może się zakończyć nawet koniecznością tzw. odstawienia generatora elektroenergetycznego. Być może przemysł energetyczny w Stanach Zjednoczonych jest bardziej zaawansowany technicznie niż w Polsce i tego typu procesy odbywają się tam bez udziału operatora. Ankietowani pytani o czynności, jakie są wykonywane na symulatorach procesów, wymieniali przede wszystkim start, zatrzymanie instalacji, badanie ewentualnych skutków awarii aparatów. Za pomocą symulatorów trenowawww.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 55 KONTROLA PROCESU • Dzięki treningowi sytuacji awaryjnych zmniejszył się stopień zagrożenia i długość trwania stanów awaryjnych procesu. • Możliwość przetestowania konfiguracji sprzętowej i oprogramowania systemu sterowania. • Możliwość przetestowania wielu scenariuszy sterowania i ocenienia, czy testowany układ sterowania spełnia oczekiwania operatorów. • Skrócenie czasu wdrożenia dla nowych systemów DCS i SIS. • Weryfikacja poprawności konfiguracji systemu. • Projektowanie i rozwój systemu sterowania. Uaktualnienia oprogramowania Każde oprogramowanie, od którego oczekuje się wiernego odwzorowania procesu, musi być na bieżąco modyfikowane i uzupełniane. Pytani o regularność takich modyfikacji, użytkownicy udzielili wielu różnych odpowiedzi, od stałych modernizacji do „niemodyfikowany od pięciu lat”. Część poinformowała, że ich symulatory są dostosowywane na potrzeby konkretnych projektów i usprawnień systemów sterowania. Inne z wybranych odpowiedzi to: • Jak na razie uaktualniany na potrzeby bieżących projektów. Przewiduje się użycie systemu w nadchodzących projektach i możliwą rozbudowę do symulacji całego procesu. • Symulator nie jest uaktualniany regularnie ze względu na ograniczone środki. Jest uaktualniany na potrzeby nowych projektów. • Był uaktualniany tak długo, jak długo wnoszono poprawki do układu sterowania. Po całkowitym wdrożeniu pozostaje bez zmian i służy do okresowych szkoleń operatorów. • Klienci doceniający symulacje będą uaktualniać swoje symulatory. W obecnej sytuacji ekonomicznej ci niedoceniający nie będą w ogóle zainteresowani takim produktem. • Zawsze będzie opóźnienie pomiędzy modyfikacją systemu a modernizacją symulatora. Dla każdej dużej zmiany systemu modyfikacja symulatora jest traktowana jako część projektu. Rady od tych, którzy wykorzystują symulatory Na końcu naszej ankiety zapytaliśmy: „Co jeszcze mógłbyś powiedzieć na temat twoich doświadczeń z oprogramowaniem do symulacji procesu? Czy jest ono warte inwestycji czy nie?” Odpowiedzi zawierały wiele interesujących wskazówek: 56 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com • Nie projektuję żadnego układu sterowania bez przeprowadzenia symulacji. To jest niezastąpione narzędzie weryfikacji systemu DCS i szkoleń operatorów w każdym nowym zakładzie. Niemal niezbędne do testowania układów sterowania dla procesów wsadowych. • Problemów przysparza współpraca z wieloma dostawcami urządzeń, jako że każdy z nich oferuje symulator pewnej niewielkiej, obsługiwanej przez niego cząstki procesu. Powinno to być uwzględnione przy planowaniu kosztów całego przedsięwzięcia. • Uchronienie się przed awaryjnym wyłączeniem procesu zwraca koszty inwestycji. • Ogólne wrażenie jest takie, że jeśli symulacja nie dotyczy bardzo skomplikowanych reakcji chemicznych, to nasze laboratorium jest w stanie dostarczyć danych, na bazie których dobierzemy strategię sterowania. • Nie oczekuj szybko efektownych rezultatów. • Oprogramowanie to zwiększa o 25% koszty projektowania systemu sterowania, ale pozwala oszczędzić czas podczas wdrożeń. • Przy wysokich kosztach naszych produktów oprogramowanie to jest dobrym sposobem ograniczenia ryzyka strat. • Symulator procesu może być wykorzystywany przez przedsiębiorstwo, które będzie w stanie zapewnić zasoby do jego wykorzystania, wsparcie techniczne i uaktualnienia. • Dla naszych małych fabryk komercyjne oprogramowanie jest za drogie, a jego konfiguracja zajmuje zbyt wiele czasu. • Warto w to zainwestować, ale władze firmy muszą przeznaczyć czas na treningi i pełne wykorzystanie systemu. Inaczej nie przyniesie żadnych korzyści. • Jeśli nie ma konkretnego celu wykorzystania symulatora, to jego przydatność będzie raczej niewielka. Inwestycja w symulator procesu jest sensowna szczególnie wtedy, gdy zatrudniasz wielu nowych pracowników, zarówno operatorów, jak i inżynierów, którzy muszą zapoznać się nie tylko z diagramem przepływów surowców, ale i dynamiką procesu. Zrozumienia wymagają przede wszystkim stany dynamiczne procesów, szczególnie dla procesów chemicznych. Jak każde narzędzie, jeśli tylko jest właściwie wykorzystywane, może przynieść wiele korzyści. Inaczej, szkoda zachodu. Jasne cele oraz odpowiednie zasoby mogą przynieść właściwe rezultaty. KONTROLA PROCESU ne są również operacje związane z ważeniem i sortowaniem. Nie mniej istotne pozostaje również planowanie procesu technologicznego. Ze względu na to, że w Polsce w dużej mierze symulatory procesów znajdują zastosowanie w energetyce, wymieniano właśnie czynności z nią związane – na przykład rozruch turbin i bloków energetycznych, czy też analizowanie sprawności energetycznej. Warto podkreślić, że wszystkie odpowiedzi dotyczyły kluczowych procesów dla obiektu przemysłowego. cych już osób, oprogramowanie warte jest nakładów inwestycyjnych, • Oczywiście, że jest warte inwestycji, • Warte w późniejszych etapach, gdy produkcja już trwa, a potrzebna jest jej optymalizacja. O przydatności symulatora decyduje możliwość odtworzenia i symulowania procesu rzeczywistego w sposób jak najbardziej wiarygodny Doświadczenia z symulatorami Jedno z pytań ankiety brzmiało: Co jeszcze mogłaby Pani/Pan powiedzieć na temat swoich doświadczeń z oprogramowaniem do symulacji procesu? Czy jest ono warte inwestycji czy nie? Pytanie to miało charakter opisowy. W polskiej edycji ankiety podkreśla się bez słowa krytyki, że symulatory procesów są warte inwestycji. Wybrane odpowiedzi to: • Oprogramowanie do symulacji procesu jak najbardziej jest warte poniesionych kosztów, niejednokrotnie zastosowanie symulacji procesu umożliwiło wyjaśnienie obsłudze wszystkich postępowań w razie awarii, nie wymuszając na zakładzie produkcyjnym zatrzymania procesu technologicznego i symulowania awarii, • Bez kosztownych eksperymentów na prawdziwym procesie, • Zależnie od procesu, • Wprowadzenie symulacji wymaga stanowczej zmiany w metodyce prowadzenia projektów, generuje również nowe problemy, jednakże w długim okresie zdecydowanie jest korzystne, • Konieczność w przypadku takich obiektów, jak przepompownie magistralne lub sieciowe systemów ciepłowniczych, • Jest to dosyć kosztowne oprogramowanie, warte inwestycji przy szerszym obowiązkowym zastosowaniu, • Z pewnością warte inwestycji, czas poświęcony na naukę zachowania się instalacji produkcyjnej na symulatorze zwraca się podczas pracy na rzeczywistym obiekcie, mniej zatrzymań awaryjnych, mniej produktów niespełniających parametrów jakościowych, większa pewność operatorów procesu, • Uważam ten typ oprogramowania za bardzo przydatny zarówno w procesie wdrażania nowego pracownika, jak i doszkalania pracują- Amerykańscy czytelnicy CE w ankiecie wymienili kilka wskazówek dotyczących użytkowania symulatorów procesów. Przede wszystkim podkreślano, że dzięki nim zyskuje się zabezpieczenie przed awaryjnym wyłączeniem procesu. Zwracano uwagę, że oprogramowanie to zwiększa o 25% koszty projektowania systemu sterowania, ale pozwala oszczędzić dużo czasu podczas wdrożenia. W przypadku wysokich kosztów produktów oprogramowanie to jest dobrym sposobem na ograniczenie ryzyka strat. Symulator procesu musi być stosowany przez na tyle duże przedsiębiorstwo, które będzie w stanie zapewnić zasoby do jego wykorzystania, wsparcie techniczne i uaktualnienia, inaczej szybko będzie przestarzały. Zdarzały się również negatywne odpowiedzi. Były wśród nich na przykład: • Jeśli nie ma konkretnego celu wykorzystania symulatora, to jego przydatność będzie raczej niewielka, • Nie oczekuj zbyt szybko efektownych rezultatów, • W przypadku małych fabryk komercyjne oprogramowanie jest za drogie, a jego konfiguracja zajmuje zbyt wiele czasu, • Problemów przysparza współpraca z wieloma dostawcami urządzeń, jako że każdy z nich oferuje symulator pewnej niewielkiej, obsługiwanej przez niego cząstki procesu, powinno to być uwzględnione przy planowaniu kosztów całego przedsięwzięcia. Korzyści Ankietowani pytani o korzyści wynikające ze stosowania symulatorów procesów byli zgodni w kwestii ich przydatności podczas szkoleń. Jednak odpowiedzi ankietowanych zza oceanu były daleko idące, bowiem skupiały się one również na kwestiach technicznych i doskonalących www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 57 KONTROLA PROCESU system sterowania. Dzięki symulatorom zyskuje się chociażby możliwość przetestowania konfiguracji sprzętowej i oprogramowania systemu sterowania, projektowanie i rozwój systemu sterowania, skrócenie czasu wdrożenia dla nowych systemów DCS i SIS oraz weryfikację poprawności konfiguracji systemu. Polacy podkreślali z kolei aspekty finansowe. Wyniki ankiety pozwalają stwierdzić, że o przydatności symulatora decyduje możliwość jego pracy na procesie, który jest identyczny w porównaniu z rzeczywistym. Wynika to stąd, że ankietowanym postawiono pytanie: czy wykorzystywane środowisko symulacyjne zawiera zastrzeżone przez ich producentów modele sprzętu lub procesów termodynamicznych? Ponad 53% ankietowanych odpowiada twierdząco. Bardzo podobny wynik uzyskała redakcja amerykańskiego CE. Rynek dostawców Jedno z pytań ankiety dotyczyło dostawców symulatorów procesów. Warto podkreślić, że w tym przypadku mówić można o globalnych dostawcach, takich jak Siemens, Invensys oraz Honeywell Process Systems. Wynika to stąd, że firmy te zostały wymienione zarówno przez ankietowanych z Polski, jak i z USA. Jako dostawców w Polsce ankietowani wymienili Anylogic, Invensys, ASKOM, Modelica, CAS Mariusz Postół, a także Real Games oraz Allan Bradley. Amerykanie wymienili Invensys, SimSci-Esscor, Dzięki symulatorom zyskuje się chociażby możliwość przetestowania konfiguracji sprzętowej i oprogramowania systemu sterowania, projektowanie i rozwój systemu sterowania, Aktualizacja oprogramowania skrócenie czasu wdrożenia dla nowych systemów Ankietowani z Polski nie stwierdzili jednoznacznie, po jakim czasie powinno być aktualizowane oprogramowanie. Może to być spowodowane tym, że nie istnieją jeszcze wypracowane procedury i standardy w tym zakresie. Zdarzają się systemy, które są trudne pod kątem wprowadzania zmian. W niektórych przypadkach symulatory są na tyle świeżymi inwestycjami, że zmiany nie były jeszcze wprowadzane. Symulator może być programowany w wirtualnym sterowniku. Zdarzają się przypadki, w których można napisać własne bloki funkcyjne w C++. Podaje się również, że są wersje oprogramowania z zamkniętą funkcjonalnością. W takim przypadku natychmiast nasuwa się pytanie, w jaki sposób doskonalić proces oraz wprowadzać w nim ewentualne zmiany i udoskonalenia? Podkreśla się, że zmiany dokonywane są poprzez korektę po zebraniu danych z procesu. W opinii ankietowanych celem aktualizowania oprogramowania symulatory integrowane są z systemami SCADA. Amerykanie podkreślają konieczność aktualizowania symulatorów. Jednak i w tym przypadku nie ma jednoznaczności i trudno mówić o jakichkolwiek trendach i tendencjach. Czytelnicy CE ze Stanów Zjednoczonych twierdzą bowiem, że oprogramowanie aktualizowane jest od „stale” do „pięciu lat”. Czasami aktualizacje są ograniczane ze względu na ograniczone środki finansowe. DCS i SIS oraz weryfikację konfiguracji systemu Emerson oraz Mynah. Około 17% ankietowanych ze Stanów Zjednoczonych nie wie, kto jest dostawcą oprogramowania. Należy podkreślić, że bazując na wynikach polskiej edycji ankiety nie da się wyznaczyć trendów czy tendencji. Odpowiedzi miały charakter pojedynczy. Należy jednak zwrócić uwagę na fakt, że symulatory, które są używane w Stanach Zjednoczonych, znajdują również zastosowanie w polskich fabrykach. Źródło: Ankieta Control Engineering Polska www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 59 CASE STUDY Narzēdzia National Instruments pozwalajĎ Fordowi tworzyĄ innowacyjne produkty ments. Dzięki temu uniknęliśmy zmian w produkcji obwodów we/wy dla poszczególnych wersji ECU, co było potrzebne by zaadaptować je do nowych interfejsów. Wykorzystując CompactRIO mieliśmy możliwość dokonania szybkich zmian systemu i przeprowadzania testów nowych czujników i urządzeń wykonawczych. Autor Kurt D. Osborne – Ford Motor Company Przemysł Samochodowy, badania rozwojowe Produkty Nasze zaangażowanie w rozwój systemów ogniw paliwowych (ang. fuel cell system; FCS) zaowocowało pierwszymi na świecie pojazdami napędzanymi ogniwami paliwowymi: pełnowymiarowym samochodem o wysokich osiągach (P2000) oraz samochodem hybrydowym (Ford Edge with HySeries Drive). Execution Trace Toolkit, SCXI-1124, LabVIEW, DIAdem, cRIO-9022, FPGA Module, Real-Time Module, PXI-8186 RT, cRIO-9012, Control Design and Simulation Module, SCXI-1160, PXI-8464/1, SCXI-1162HV, PXI-1010 Wyzwanie Rozwój elektronicznej jednostki sterującej (ECU) dla systemu ogniw paliwowych, umożliwiający komercyjne wykorzystanie i zapewnienie konkurencyjności systemu Lider innowacji Od 1992 roku Ford Motor Company rozpoczął prace badawczo-rozwojowe nad systemami ogniw paliwowych (FCS). Pomimo znaczących postępów, szereg problemów czynił je niekonkurencyjnymi dla układów napędowych z silnikami spalinowymi i uniemożliwiał ich komercyjne wykorzystanie. Eliminację poszczególnych wad tych systemów rozpoczęliśmy od wydłużenie czasu eksploatacji i skrócenia czasu rozruchu systemu. w stosunku do konwencjonalnych układów napędowych z silnikami spalinowymi. Rozwiązanie Projekt i implementacja wbudowanego systemu sterowania dla układu ogniw paliwowych, wykorzystującego produkty takie jak NI LabVIEW Real-Time i LabVIEW FPGA, kontroler CompactRIO; weryfikacja i symulacja typu hardware-in-the-loop (HIL) na stanowisku opartym na komputerze NI PXI, z wykorzystaniem systemu operacyjnego czasu rzeczywistego. 60 l Równocześnie z pracami nad FCS rozwijaliśmy nowy system sterowania wykorzystując szybkie prototypowanie. Jego ulepszania wymagało zmian w jednostce napędowej, wiązało się często z potrzebą modyfikowania takich komponentów, jak moduł sterowania sprężarki czy moduł kontrolny ogniw. Systemy ECU okazały się bardzo przydatne w samochodach produkowanych masowo. Do prototypowania naszego systemu kontroli paliwa (ang. fuel control unit, FCU) wykorzystaliśmy sterownik CompactRIO firmy National Instru- WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com Stworzyliśmy system HIL składający się z kontrolera NI PXI-8186, umieszczonego w obudowie NI PXI-1010 z kartami we/wy PXI i SCXI oraz kontrolerem CAN. Pozwalał on na weryfikację funkcjonalności systemu sterowania, zaimplementowanego w sterowniku CompactRIO. Stworzony w LabVIEW Real-Time system HIL posiada graficzny interfejs użytkownika (GUI), umożliwiający ręczną bądź automatyczną zmianą wartości parametrów ECU, co pozwala na bieżącą weryfikację systemu sterowania i wizualizację stanu wejść/wyjść sterownika CompactRIO na ekranie monitora. System HIL okazał się bardzo efektywny, i kiedy CompactRIO zaczął sterować rzeczywistym FCS, system sterowania wymagał wprowadzenia jedynie kilku niewielkich poprawek. Jakość na żądanie System kontroli układów napędowych pojazdów musi pracować w czasie rzeczywistym. Determinizm wykonywania poszczególnych zadań, wymagany w tego typu systemach, zapewnia LabVIEW Real-Time Module, który pozwala na zarządzanie sterownikami przez komercyjny system operacyjny czasu rzeczywistego (ang. Real-Time Operating System, RTOS). Aby zwiększyć wydajność i jakość sterowania dokonaliśmy zamiany sterownika z NI cRIO-9002 na NI cRIO-9012, a moduł LabVIEW Real-Time automatycznie zmienił wykorzystywany system operacyjny z Pharlap RTOS na VxWorks RTOS. Narzędzia dostarczone przez NI pozwoliły nam na skupieniu się na szczegółach implementacji systemu sterowania, a nie na zawiłościach poszczególnych systemów RTOS. Kontroler FCS otrzymuje dane z różnych urządzeń: czujników, urządzeń wykonawczych i innych sterowników i systemów po- CASE STUDY jazdu. Sieć CAN, standardowa w systemach sterowania pojazdami, transmituje większość danych we/wy w systemie FCS i poza nim. W badaniach laboratoryjnych, za pomocą LabVIEW prowadziliśmy testy symulując nadrzędny system sterowania pojazdem komunikujący się z systemem sterowania FCS, z wykorzystaniem protokołu CAN. Możliwość komunikacji sterownika CompactRIO z urządzeniami CAN była kluczowa dla aplikacji FCS. Kiedy potrzebowaliśmy zwiększenia wydajności naszej implementacji CAN, NI szybko dostarczyło bibliotekę wspierającą komunikację z zastosowaniem protokołu CAN dla systemu VxWorks, używanego np. w sterowniku cRIO-9012. Aby umożliwić wykorzystanie CAN API, nowa biblioteka konwersji ramek CAN była szybsza niż przedtem, skracając czas przygotowania systemu. Produkty NI zawsze znane były ze wspierania otwartej architektury systemów. NI Measurement&Automation Explorer (MAX) w bardzo prosty sposób zaimportował bazę wiadomości CAN, stworzonych przy pomocy narzędzia innego producenta. Ta funkcjonalność pozwoliła nam wykorzystać posiadane dotychczas bazy danych bez potrzeby translacji lub zapisu do nowych baz. Integracja technologii Na potrzeby projektu nasz system sterowania zbudowaliśmy w środowisku LabVIEW Professional Development System w połączeniu z dwoma dodatkowymi modułami. Na początku z wykorzystaniem LabVIEW Real-Time Module stworzyliśmy oprogramowanie kontrolera czasu rzeczywistego. Następnie w module LabVIEW FPGA zaimplementowaliśmy część oprogramowania pracującą w układzie FPGA, obsługującym wszystkie wejścia i wyjścia, włącznie z CAN. Integracja obu tych modułów ze środowiskiem LabVIEW stanowiła istotną cechę pakietu. Dodatkowo narzędzie NI Real-Time Execution Trace Toolkit stało się niezwykle pomocne w rozwiązywaniu problemów związanych z kolejnością realizacji poszczególnych zadań. Wykorzystując je znaleźliśmy i poprawiliśmy fragmenty kodu wykonywanego w czasie rzeczywistym, które działały początkowo niezgodnie z założeniami. Bez narzędzi takich jak NI Real-Time Execution Tracet Toolkit potrzebowalibyśmy drogiego, zewnętrznego sprzętu, jak na przykład emulatory wewnątrzukładowe czy też analizatory logiczne. Ponieważ niektórzy programiści mieli sporo problemów z kontrolą wersji kodu, zastosowaliśmy oprogramowanie Microsoft Visual SourceSafe. Jego pełna integracja z LabVIEW pozwoliła na bezproblemowe rozwiązanie konfliktów kodu projektu. Proste kliknięcie na ikonce przyrządu wirtualnego (ang. Virtual Instrument, VI), w oknie projektu LabVIEW, pozwala na wyświetlenie listy funkcji typu check-in czy check-out. Łatwe w użyciu narzędzie jest kluczowe we wspomaganiu projektantów w tworzeniu kodu oprogramowania. Dlaczego wykorzystaliśmy LabVIEW Zaprojektowaliśmy system sterowania FCS z zastosowaniem LabVIEW z kilku różnych powodów. Po pierwsze, możliwe do wykorzystania zasoby ludzkie były zbyt małe jak na potrzeby tego projektu. Ponieważ wielu inżynierów zna i ma doświadczenie w programowaniu w LabVIEW, a wielu innych mogło zostać przeszkolonych, graficzny język programowania firmy NI pozwolił powiększyć zespół inżynierski. Drugi powód to możliwość wykorzystania LabVIEW do tworzenia oprogramowania na potrzeby szybkiego prototypowania kontrolera oraz jednoczesnego testowania stworzonego oprogramowania. Szczególnie pomocne jest współdzielenia przyrządów wirtualnych, wspólne środowisko deweloperskie oraz bardzo podobny sprzęt. Trzecim powodem była kompatybilność LabVIEW z jego poprzednimi wersjami. Pozwoliło to na www.controlengpolska.com l ponowne wykorzystanie aplikacji stworzonych ponad 10 lat temu dla bazowej wersji stanowiska HIL. W dodatku, nasz laboratoryjny system testowy, opierający się na sprzęcie NI i oprogramowaniu LabVIEW, w prosty sposób archiwizuje dane testowe zapisując je w formacie plików NI TDMS (ang. Technical Data Management Streaming), co daje możliwość łatwej analizy danych testowych w narzędziu do zarządzania danymi NI DIAdem. Oprócz zwykłej wizualizacji danych wykorzystywaliśmy DIAdem do bieżącego i automatycznego przeszukiwania wielu plików, analizowaliśmy dane w poszukiwaniu odchyleń jakości sterowania i ich wizualizacji wraz ze stosownymi adnotacjami. Kluczowym kryterium sukcesu stało się natomiast najlepsze na rynku wsparcie techniczne dla oferowanych produktów. Współpraca Forda z National Instruments ma długą historię. Wykorzystywaliśmy LabVIEW w rozwoju różnych elementów produkowanych przez nas pojazdów zasilanych z ogniw paliwowych oraz w projektowaniu i implementacji wbudowanego systemu sterowania czasu rzeczywistego dla samochodów z FCS. Artykuł pod redakcją dr inż. Pawła Dworaka z Katedry Automatyki Przemysłowej i Robotyki Wydziału Elektrycznego Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie www.ni.com/poland CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 61 KOMUNIKACJA SIECI I KOMUNIKACJA Sieci bezprzewodowe oczami użytkownika końcowego Czego oczekują użytkownicy od sieci bezprzewodowych i standardu je definiującego? Szef zespołu oprzyrządowania w ExxonMobil dzieli się swoimi uwagami na temat standardu ISA 100.11a. Karie Daudt O soby zaiteresowane rozwojem standardu ISA100 znają zapewne nazwisko Patricka Schweitzera. Jest on współprzewodniczącym ISA100 oraz członkiem rady ISA100 Wireless Compliance Institute. Na co dzień pracuje jako szef zespołu oprzyrządowania w ExxonMobil. Tę krótką rozmowę przeprowadziliśmy w lutym podczas spotkania ARC Advisory Group. CE: – ISA100.11a jest już ukończona. Czy jest pan zadowolony z rezultatu? Jaki będzie następny krok? Patrick Schweitzer: – W ten sposób, w jaki wiedzieliśmy, że mogłaby działać, 11a już działa. Teraz problem polega na zrobieniu kolejnego kroku i zaproponowaniu innych funkcjonalności, które mogłaby określać. Dobrze jest mieć sieć. Miło jest przy tym powiedzieć: „dobrze jest oszczędzić pieniądze na okablowaniu”. To tworzy infrastrukturę. Kolejny etap jest już innowacyjny. Standard bazowy pozwala stworzyć aplikację, a to z kolei pozwala zacząć myśleć o rozbudowie systemu, kolejnych działaniach, które moglibyśmy zrealizować. Tego jednak nawet nie dotknęliśmy. Jasne, że mogę bezprzewodowo otrzymywać informacje z czujnika ciśnienia z miejsc dotychczas niedostępnych. To zrobiliśmy. Ale co dalej? Co możemy zrobić poza tym? Czy można np. utworzyć nowe źródła zasilania? Czy można posunąć się dalej, szukać czegoś innego? 62 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com – Czy jeden standard urządzeń lub sieci bezprzewodowych będzie w stanie rozwiązać wszystkie problemy? – Na poziomie poszczególnych urządzeń wymagana jest pojedyncza sieć logiczna, a nie wiele sieci. Te są zbyt trudne w zarządzaniu i zbyt drogie w budowie i uruchamianiu. Użytkownicy to wiedzą. Przeszliśmy już przez to przy sieciach polowych w rozwiązaniach przewodowych. Myślę, że moglibyśmy doliczyć do 18 różnych rozwiązań sieci przewodowych. To jest bardzo kosztowne. Chcielibyśmy, aby sieć zapewniała komunikację. Ale chcielibyśmy również czegoś nowego, innowacyjnego. Trudno mi powiedzieć, co to będzie, ponieważ sam tego nie wiem. Myślę, że opcjonalna funkcjonalność aplikacji, którą wpisaliśmy do standardu, zawiedzie nas na następny poziom rozwoju. Wystartujemy z określonego, znanego punktu wyjściowego, ale dokąd dojdziemy? Istnieje coś innowacyjnego, co pozwoli mi na połączenie się z sieciami innych urządzeń? Weźmy np. ZigBee. Czy urządzenia te mogą być częścią procesu pracującego w oparciu o ISA100? Powiedzmy, że mam sieć 11a, a ZigBee ma nową aplikację, do której chcę się dostać. Czy istnieje sposób na podłączenie jej – z wykorzystaniem przewidzianych w standardzie opcjonalnej funkcjonalności – do mojej sieci bez jej modyfikacji? To jest zadanie, z którym będziemy się mierzyć. Pojedyncza sieć logiczna, ale z olbrzymią różnorodnością możliwych do wykorzystania aplikacji. Sądzę, że dążymy do tego rodzaju elastyczności. SIECI I KOMUNIKACJA Powiedzmy, że wymyślimy nowe, bardzo innowacyjne urządzenie, które jednak będzie wykorzystywało zupełnie inny protokół. Wiemy, że zarobimy miliardy, wykorzystując ten czujnik, ale teraz nie może zostać podłączony do czegokolwiek. Co w takim przypadku robimy? Tworzymy nową sieć? Musimy stworzyć funkcję w oryginalnym standardzie, która pozwoli pójść i powiedzieć producentowi: „rozumiem, że stworzyłeś to urządzenie, ale teraz potrzebujemy, abyś jeszcze tylko dołączył taką małą aplikację”. Wtedy będę mógł wykorzystać je w mojej sieci bez konieczności zmieniania czegokolwiek. – Tak więc, pracując dla ExxonMobil, oczekiwałby Pan maksymalnie możliwej elastyczności, ale wszystko w ramach standardu? – Chcemy, aby standard ISA100 był tak otwarty, jak to tylko możliwe. To było przyczyną tak silnego naszego zaangażowania. Kiedy rozpoczynaliśmy prace nad standardem, WirelessHART jeszcze nie istniał. Dążyliśmy do konsensusu i rezultatem tego był ISA100. Standard 420 mA przetrwał ponad 30 lat. Standard systemów bezprzewodowych – Jak daleko wybiega Pan myślami w przyszłość? – Pracuję w przemyśle naftowym, a tu myślimy o wszystkim długofalowo. Jeśli chciałbym dzisiaj stworzyć nową sieć, to szukam rozwiązań na tyle stabilnych, aby nie trzeba było ich modyfikować co najmniej przez pięć lat. Dziś brzmi to pięknie, ale jak będzie wyglądało za kolejne 10 czy 20 lat? Patrząc wstecz na techniki regulacji analogowej, kto by wówczas przypuszczał, że dzisiaj wszystkie zadania systemów sterowania przedsiębiorstwa będziemy mogli zintegrować w jednym systemie? Standard 4–20 mA, który został wówczas wprowadzony, przetrwał jednak ponad 30 lat. Standard systemów bezprzewodowych powinien służyć równie długo. – W jaki sposób staraliście się sprostać często zupełnie rozbieżnym wymaganiom użytkowników? – Myślę, że jednym z głównych nieporozumień była idea pracy w sieci kratowej (ang. mesh network). Przez pewien czas każdy mówił, że wszystkie urządzenia w sieci powinny być podłączone w ten sposób. Ale jeśli porozmawiało się z kilkoma użytkownikami i obejrzało kilka prezentacji, okazało się, że tego typu sieci mają pewne ograniczenia, i nie jest to odpowiedź na wszelkie problemy. Gdy więc komitet zapytał użytkowników: „czego chcecie?”, padła odpowiedź: „chcemy móc sterować naszymi procesami”. Nadejdą czasy, gdy sieci typu mesh dadzą nam to, czego oczekujemy, i będą przy tym bardzo odporne, ale równocześnie prawdopodobnie będziemy potrzebować tworzyć połączenia punkt do punktu, czy też separować wybrane części naszych sieci. Tego typu elastyczność pozwoli inżynierom na realizację unikatowych, wymaganych w naszych fabrykach rozwiązań. powinien służyć równie długo – A co Pan sądzi o WirelessHART? Gdzie jest jego miejsce? – Zespół WirelessHART pracuje, nie ma co do tego żadnych wątpliwości. Chcielibyśmy zasiąść z nimi do stołu. Pracowaliśmy nad ISA100 i wiemy, że nie odbiegamy za bardzo. Teraz jednak doszliśmy do punktu, w którym mamy dwa rywalizujące standardy – lub co najmniej dwa, bo słyszałem też o innych – wykorzystywane w tych samych obszarach aplikacji przemysłowych. Co więc robimy? ExxonMobil wspiera ISA100, choć tak naprawdę chcielibyśmy jednego standardu. Dążymy do zgodności, co moim zdaniem byłoby z korzyścią zarówno dla użytkowników, jak i dostawców. Słyszymy, że inni użytkownicy są tego samego zdania. Praca z dwoma standardami jest bardzo kłopotliwa. Użytkownicy nie wiedzą, który jest tym właściwym. A jeśli producenci będą musieli wspierać oba standardy, do czego nas to doprowadzi? Ostatecznie koszty tych operacji odbijają się na cenie produktów, a część spodziewanych zysków przeleci nam między palcami. – Można temu zapobiec? – Ostatecznym celem standardu jest zbudowanie bazy, która pozwoli spełnić oczekiwania wszystkich zainteresowanych. Sądzę, że rozwiązanie gdzieś istnieje. Użytkownicy muszą tylko uświadomić sprzedawcom, że jeśli usiądą nad nim do stołu, to zyskają na tym wszyscy. Nie wiem, jak to zrobimy. Staram się o tym przekonać większość i nie zamierzam się poddać. Rozwiązanie musi istnieć, a ja po prostu muszę je odnaleźć. Artykuł pod redakcją Pawła Dworaka. www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 63 JAK TO SIĘ ROBI? JAK TO SIĘ ROBI? Zmniejszenie zużycia energii przy małych obciążeniach Brian King S pełnienie dzisiejszych wymagań dotyczących sprawności zasilaczy może być nie lada wyzwaniem. Wystarczająco trudne jest już samo zrozumienie tych wymagań. Powodem jest duża liczba dyrektyw, programów (Energy Star lub California Energy Commission) i inicjatyw (np. Stand-By Initiative Unii Europejskiej), dotyczących zróżnicowanych urządzeń końcowych, odnoszących się do różnych poziomów mocy. Jednak po krótkiej analizie któregokolwiek z tych programów oszczędzania energii staje się jasne, że jednym z największych wyzwań stojących przed projektantami zasilaczy jest minimalizowanie strat w stanie bezobciążeniowym i małego obciążenia. Poniżej podajemy pięć wskazówek, w jaki sposób zaoszczędzić kilka miliwatów w sieciowym zasilaczu impulsowym typu flyback. Wybierz „zielony” regulator Chip regulatora decyduje o sprawności zasilacza. Wybór urządzenia specjalnie skonstruowanego pod kątem zmniejszania strat przy małych obciążeniach jest pierwszym krytycznym krokiem w kierunku spełnienia większości wymagań dotyczących stanu gotowości. Na szczęście producenci kontrolerów mają w ofercie oszczędniejsze układy, wprowadzając na rynek nową generację regulatorów z trybem oszczędności („green mode”). Większość z tych regulatorów z trybem „green mode” jest sterowana w trybie prądowym, więc ich sygnały sterujące zawierają informacje o stopniu obciążenia na wyjściu zasilacza. Przy małych obciążeniach regulatory wchodzą w tryb pracy zwany pulsacyjnym („burst mode”). W tym trybie regulator przeskakuje pomiędzy stanami ON (załączony) i OFF (wyłączony). W stanie OFF regulator praktycznie „zasypia”, a elementy zasilacza pracują w trybie jałowym (nie przełączają). Ponieważ w stanie OFF nie zachodzi przekazywanie energii, napięcie wyjściowe zaczyna opadać. Regulator z trybem „green mode” monitoruje napięcie wyjściowe i przechodzi w stan ON, aby je podnieść. Większość strat energii zachodzi w stanie ON, więc współczynnik wypełnienia ON-OFF ma znaczny wpływ na całkowitą sprawność. Stan ON z reguły trwa kilkaset mikrosekund. Stan OFF zależy od obciążenia i w przypadku wyjątkowo małych obciążeń może być liczony w dziesiątkach milisekund. Jednym z efektów ubocznych pracy w trybie „burst” są dodatkowe tętnienia o małej częstotliwości na wyjściu. W stanie ON na wyjściu występują typowe tętnienia związane z normalnym przełączaniem zasilacza. Jednakże na to nakła- Rysunek 1. Praca w trybie impulsowym powoduje powstanie niskoczęstotliwościowej składowej napięcia tętniącego 64 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com JAK TO SIĘ ROBI? da się dodatkowe tętnienie „burst”. Zjawisko to pokazano na rys. 1. Ponieważ częstotliwość ta jest raczej niska, nie opłaca się jej tłumić filtrem LC. Zamiast tego niskoczęstotliwościowe odchylenia napięcia wyjściowego najlepiej zmniejsza się, zwiększając pojemność na wyjściu. Poza pracą w trybie pulsacyjnym większość regulatorów z funkcją „green mode” stosuje inne sposoby oszczędzania energii, takie jak zmniejszenie poboru prądu spoczynkowego. W wielu regulatorach, w celu poprawy sprawności na wszystkich poziomach obciążenia, wykorzystuje się przełączanie quasi-rezonansowe. Quasi-rezonansowe przetwornice zaporowe wykorzystują rezonans tworzony przez indukcyjność rozproszenia transformatora oraz pojemności pasożytnicze, aby przełączać tranzystor MOSFET ze zmniejszonymi stratami. Minimalizuj straty w rezystorze rozruchowym Większość regulatorów zaporowych generuje własne zasilanie z uzwojenia pomocniczego transformatora. Jednak najpierw wymagają one wstępnego zasilania do uruchomienia. Z reguły odbywało się to za pomocą podłączenia rezystora z wyprostowanego napięcia AC do końcówki VCC regulatora. Rezystancja musi być niska, aby regulator załączył się przy najniższym napięciu wejściowym AC. Zbyt niska rezystancja prowadzi jednak do nadmiernych strat mocy i może uniemożliwić osiągnięcie zgodności z wymaganiami. Prąd rozruchowy wymagany przez regulator jest zwykle podawany prawie na początku jego danych katalogowych. W najnowszych regulatorach z trybem „green mode” prąd ten wynosi już poniżej 50 μA. W przypadku zasilacza, który musi pracować z uniwersalnym zakresem napięcia wejściowego wynoszącym od 85 V do 265 V, zastosowanie rezystora podciągającego 2 M gwarantuje prąd rozruchowy wynoszący co najmniej 50 μA przy napięciu najmniejszym. Przy nominalnym napięciu w sieci wynoszącym 120 V w USA, gdzie z reguły wymagane są badania pod kątem zgodności, rezystor rozprasza tylko 13 mW mocy. Chociaż 13 mW nie spowoduje zrujnowania budżetu mocy, przy nominalnym napięciu w Europie wynoszącym 230 V straty mocy na rezystorze są czterokrotnie wyższe. W zależności od zastosowania i obciążenia systemu w stanie gotowości, 52 mW byłoby wartością znaczącą. Rysunek 2. Regulatory z połączeniami kaskodowymi do tranzystora MOSFET znacznie zmniejszają straty na rezystorze rozruchowym Niektóre regulatory zapewniają prąd rozruchowy poprzez tranzystor, który wyłącza się po pomyślnym zakończeniu sekwencji rozruchu przez regulator. Taki tranzystor może być dodatkowym elementem zewnętrznym, a czasami montowany jest wewnątrz układu scalonego regulatora. W obu przypadkach prowadzi to jednak do powstania dodatkowego kosztu w związku z produkcją urządzenia, którego sprzedaż zależy w dużej mierze od ceny. Zastosowanie tranzystora w obrębie tego samego pakietu, w którym występuje regulator, może prowadzić do problemów z upływem prądu, odstępem oraz niezawodnością. Podobne podejście do problemu prądu rozruchowego stosuje się w regulatorach wykorzystujących kaskodowe podłączenia do tranzystora MOSFET (rys. 2). Przy połączeniu kaskodowym na bramkę tranzystora MOSFET podawane jest napięcie stałe, a regulator załącza tranzystor FET, ściągając w dół napięcie źródła. Regulator może wykorzystać połączenie źródła MOSFET w celu uzyskania początkowego prądu rozruchowego, poprzez utrzymanie tranzystora MOSFET podczas rozruchu w trybie liniowym. Nie są potrzebne żadne inne dodatkowe elementy wysokonapięciowe, a regulator nie jest podłączony w ogóle do wysokiego napięcia. W rozwiązaniu tym nadal konieczne jest zastosowanie rezystora podciągającego w celu dostarczenia napięcia bramki tranzystora, lecz połączenie bramki zazwyczaj wymaga prądu poniżej 10 μA. www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 65 JAK TO SIĘ ROBI? Rysunek 3. Zmniejszenie strat przez optymalizację obwodu poziomującego Niech dzwoni Innym ważnym obszarem, w którym można uzyskać oszczędność energii, są obwody odciążające i poziomujące stosowane na tranzystorze MOSFET strony pierwotnej. Zwykły obwód odciążający RCD pokazany na rys. 3 stosuje się w celu redukcji dzwonienia i zapobieżenia przepięciom poprzez ograniczenie skoków napięcia na drenie tranzystora MOSFET. Takie skoki napięcia powodowane są energią zgromadzoną w indukcyjności rozproszenia transformatora, kiedy MOSFET wyłącza się i nagle zatrzymuje przepływ prądu w uzwojeniu pierwotnym. Pierwszym krokiem do zmniejszenia zarówno skoków napięcia, jak i strat w obwodzie poziomującym, jest skonstruowanie transformatora z minimalną indukcyjnością rozproszenia. Poza tym można zwiększyć rezystancję obwodu poziomującego w celu dalszej redukcji strat, lecz w ten sposób zwiększa się także wielkość skoków napięcia. Podczas części zerowej cyklu przełączania napięcie odbite jest przyłożone do rezystora poziomującego, co prowadzi do dodatkowych strat. Zastosowanie tranzystora MOSFET o większym napięciu, np. 800 V Rysunek 4. Z obwodu regulacyjnego można wyeliminować od 20 mW do 55 mW strat 66 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com zamiast 600 V, daje szerszy margines dla skoków napięcia i pozwala na zastosowanie dużo większego rezystora. Jednak wyższe napięcie oznacza albo droższy tranzystor MOSFET, albo MOSFET z większą rezystancją w stanie ON, co zmniejsza sprawność przy wyższych obciążeniach. W wielu przypadkach należy znaleźć kompromis pomiędzy kosztem, sprawnością przy obciążeniu małym i sprawnością przy obciążeniu nominalnym. W niektórych zasilaczach skonstruowanych dla mocy 10 W lub niższej obwód poziomujący można całkowicie wyeliminować, co prowadzi do znacznej oszczędności energii. Oczywiście obawy przed zakłóceniami elektromagnetycznymi ograniczają maksymalny dopuszczalny poziom „dzwonienia” w obwodzie drenu. Mniej oczywisty jest fakt, że zmniejszenie pojemności obwodu poziomującego może także zmniejszyć straty przy niskich obciążeniach. Kiedy regulator pracuje w trybie pulsacyjnym (burst), obwód poziomujący rozładowuje się pomiędzy stanami ON. Jeśli kondensator obwodu jest zbyt duży, gromadzone jest zbyt dużo energii, która ulega rozproszeniu w stanie OFF. W niektórych sytuacjach kondensator może nie rozładować się całkowicie przed rozpoczęciem następnego stanu ON. Skutecznym sposobem ogólnym na zmniejszenie tego rodzaju strat jest ustawienie stałej czasowej obwodu poziomującego RC na wartość równą około 10 okresom przełączania. JAK TO SIĘ ROBI? Inna metoda polega na zastąpieniu obwodu poziomującego RCD obwodem z diodą Zenera. Dioda Zenera może zmniejszyć straty w obwodzie poziomującym przy małych obciążeniach. Jednak przy większych obciążeniach może powodować znacznie większe rozpraszanie energii niż obwód poziomujący RCD. „Wyciśnij” miliwaty z wtórnych obwodów regulacyjnych W przypadku strat w stanie gotowości należy zbadać wszystkie obwody, także wzmacniacz błędu, który reguluje wyjście. Na rys. 4 po lewej stronie przedstawiono typowy obwód regulujący dla zasilacza 12 V. Aby zapewnić regulację, często stosowane TL431 wymagają prądu spoczynkowego o wartości co najmniej 1 mA. Realizowane jest to za pomocą R2, który z reguły prowadzi do strat od 15 mW do 50 mW. Dzielnik napięcia R3 i R4 ustawia napięcie wyjścia. Przy rezystancji szeregowej wynoszącej 12,6 k rezystory te rozpraszają 11 mW. Na rys. 4 po prawej stronie przedstawiono bardziej skuteczny sposób regulacji wyjścia. TL431 zastąpiono TLV431, który wymaga tylko 80 μA prądu spoczynkowego, aby zagwarantować regulację. Prąd płynący przez sprzęgacz optyczny wystarcza do zasilenia TLV431, tak więc R2 zostaje wyeliminowany. Maksymalne napięcie znamionowe TLV431 wynosi tylko 6,3 V, więc urządzenie to chronione jest przez tani regulator liniowy Q1, R5 i D1. R5 i D1 dają dodatkowe 3 mW strat. Zwiększając rezystancję dzielnika sprzężenia zwrotnego 10 razy, oszczędzamy dodatkowe 10 mW. Dobierz sprytnie napięcie zasilania Sposobem na osiągnięcie kolejnych oszczędności może być optymalizacja napięcia zasilania samego kontrolera. Musi ono być wystarczająco duże, aby zapewnić pracę regulatora pod każdym obciążeniem. Napięcie to musi być także wystarczająco duże, aby włączyć tranzystor MOSFET, kiedy zostanie podane na bramkę. Ustawienie zasilania na poziomie wyższym niż wymaga regulator i MOSFET prowadzi do dodatkowych strat. Większość regulatorów z opcją „green mode” redukuje prąd spoczynkowy podczas pracy w trybie pulsacyjnym „burst”. Zmniejsza to wkład w straty związane z zasilaniem samego kontrolera. Typowe wartości prądów spoczyn- kowych maleją z 2–3 mA podczas pracy w trybie normalnym do 200–300 uA podczas pracy w trybie pulsacyjnym. Prąd ten, podany w karcie katalogowej regulatora, nie uwzględnia ładowania i rozładowywania bramki tranzystora MOSFET. Moc ładowania bramki równa jest iloczynowi napięcia zasilania, ładunku bramki, częstotliwości przełączania i współczynnika wypełnienia trybu pulsacyjnego. Ponieważ ładunek bramki zwiększa się wraz z rosnącym napięciem, niepotrzebnie wysokie napięcie dodatkowo zwiększa straty. Na szczęście praca w trybie pulsacyjnym wyklucza znaczący poziom strat powodowanych przez to napięcie. Minimalizowanie napięcia zasilania kontrolera powoduje w większości przypadków oszczędność rzędu 10 do 20 mW. Minimalizowanie strat przy małym obciążeniu w zasilaczach wymaga szczegółowej analizy strat generowanych w każdym komponencie. Już kilka miliwatów może decydować o tym, czy produkt będzie zgodny z wymaganiami Energy Star. Zastosowanie opisanych powyżej technik pozwoli zaoszczędzić setki miliwatów zużycia energii podczas trybu gotowości. Literatura • Kartę katalogową UCC28610 oraz inne dokumenty techniczne można pobrać ze strony www.ti.com/ucc28610-ca. • Kollman Robert, POWER TIP #17: Snubbing the Flyback Converter [Obwód odciążający w przetwornicy zaporowej], Power Management DesignLine.com, 9 listopada 2009. • Mammano Bob, 2006/07 Power Supply Design Seminar – SEM1700 Temat 1: “Improving Power Supply Efficiency – The Global Perspective” [Zwiększanie sprawności zasilaczy – perspektywa globalna], Texas Instruments 2007. • Madigan Michael, 2006/07 Power Supply Design Seminar – SEM1700 Temat 2: “GreenMode Power by the Milli-Watt” [Tryb “green mode” – oszczędności w miliwatach], Texas Instruments 2007. Brian King pracuje na stanowisku inżyniera ds. aplikacji w Texas Instruments, należy do zespołu Group Technical Staff. Jest członkiem IEEE. Stopnie BSEE i MSEE uzyskał w Uniwersytecie Arkansas. Adres e-mailowy Briana Kinga: [email protected]. www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 67 PRODUKTY Zamel Regulator temperatury RTM-30 Regulator temperatury RTM-30 jest nowym urządzeniem w ofercie automatyki budynkowej EXTA. Urządzenie ma duże możliwości sterowania, pozwalające na realizację zaawansowanych aplikacji sterowania ciepłem, chłodem, czy też pracą zaworów mieszających. Urządzenie występuje w ofercie samodzielnie (RTM-30) oraz jako zestaw z 2 sondami KTY 81-210 o symbolu RTM-30/S. Regulator RTM-30 to regulator w instalacjach ogrzewania, wentylacji, klimatyzacji i chłodnictwa: • regulacja temperatury w zakresie 5÷95°C • dwa zewnętrzne czujniki temperatury (KTY 81-210) • utrzymywanie temperatury odbiorników w zależności od temperatury odniesienia • utrzymywanie temperatury odbiorników w zależności od różnicy tem- peratur • ekonomiczna regulacja źródłami ciepła dająca duże oszczędności podczas ogrzewania • możliwość sterowania źródłami chłodu i ciepła jednocześnie • możliwość regulacji temperatury za pośrednictwem zaworów mieszających • możliwość zastąpienia czujnika temperatury odniesienia rezystorem wzorcowym • wyświetlacz LCD i klawiatura • obudowa dwumodułowa z klapką • montaż na szynie TH 35 • dwa wyjścia przekaźnikowe o maksymalnej obciążalności 16 A. Algorytm regulacji w dużym stopniu przyczynia się do obniżenia kosztów ogrzewania, dając przy tym pełny komfort regulacji pokojowej lub pogodowej. Do poprawnej pracy regulator wykorzystuje dwa czujniki. Czujnik temperatury odniesienia można zastąpić rezystorem wzorcowym, co umożliwia pracę z jednym czujnikiem jak w klasycznej regulacji temperatury. CSI FOX-151 – w pełni wodoodporny, 15-calowy panel z Intel Atom 1,6 GHz Wychodząc naprzeciw rosnącemu zainteresowaniu panelowymi komputerami przemysłowymi, krakowska firma CSI rozszerzyła swoją ofertę o w pełni wodoodporny, 15-calowy komputer panelowy, ze stopniem protekcji IP-65 na całej obudowie – FOX-151. Panel został zamknięty w szczelnej aluminiowej obudowie odpornej na pył, kurz, jak również przystosowanej do czyszczenia chemicznego. Najistotniejszą różnicą w stosunku do poprzedniego modelu, FOX-150, jest zastosowanie bezwentylatorowego i energooszczędnego procesora Intel Atom N270 pracującego z częstotliwością 1,6 GHz. W zależności od potrzeb mamy do wyboru wbudowaną pamięć RAM 256 MB lub 512 MB. Wewnątrz komputera jest możliwość zastosowania 2,5-calowego dysku twardego lub dysku SSD, jest także do dyspozycji gniazdo na karty CompactFlash. W FOX-151 opcjonalnie możemy wybrać, oprócz rezystancyjnego ekranu dotyko 68 l wego, również antyrefleksyjny. Dzięki takiemu rozwiązaniu FOX-151 może również pracować w miejscach o bardzo silnym nasłonecznieniu. Na froncie panelu umieszczone są przyciski funkcyjne, oprócz tradycyjnego włącznika znajduje się również przycisk z funkcją „tryb nocny” powodującą oszczędność energii, szczególnie podczas pracy na zasilaniu bateryjnym. Na tylnej części obudowy zostały zamontowane wodoodporne, wykonane w standardzie M12, wyprowadzenia portów. Użytkownik ma do dyspozycji: RS-232 oraz RS-232/422/485, 2xUSB oraz złącze Ethernet w zaciskanej i odpornej na wilgotność wtyczce. Dostępna jest także konfiguracja ze złączami audio zamiast portu LAN. Istnieje również możliwość zamówienia wodood- WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com Regulator może stanowić doskonałe rozwiązanie wszędzie tam, gdzie niezbędna jest gwarancja, że czynnik na pewno opłynął obieg, i tam, gdzie wymagana jest odpowiednia różnica temperatur dla zapewnienia optymalnych warunków przy maksymalnie zmniejszonych kosztach. Zastąpienie jednego czujnika rezystorem wzorcowym powoduje regulację stałą wokół jednego punktu z zachowaniem nastawionej krzywej, aproksymowanej na podstawie wpisanych punktów. Zastąpienie jednego czujnika potencjometrem o podobnej charakterystyce zamienia regulator uniwersalny w klasyczny regulator temperatury, z regulowaną różnicą za pomocą krzywej i histerezy. Pozwala to na sterowanie np. źródłem ciepła w taki sposób, by jego temperatura była większa od nastawionej o różnicę pokrywającą np. straty do otoczenia przez okna itp. www.zamelcet.com pornych kabli umożliwiających podłączenie standardowych wyprowadzeń z komputera. Kolejną opcją jest doposażenie FOX-151 w bezprzewodową kartę sieciową WiFi. Komputer FOX-151 współpracuje z systemami operacyjnymi rodziny Windows XP/XP Embedded. Temperatura pracy to -20°C ~ +55°C, jednak przy zastosowaniu przemysłowej karty CompactFlash lub dysku twardego SSD jako nośnika danych wzrasta do +60°C. Montaż panelu jest zgodny ze standardem VESA 75/100, opcjonalnie można go też wyposażyć w zestaw umożliwiający montaż ścienny lub na wysięgniku. Dzięki swoim cechom oraz stopniu ochrony i bogatemu wyposażeniu FOX151 idealnie nadaje się do zastosowań w aplikacjach zewnętrznych. Przy stopniu protekcji IP-65 z każdej strony może być wykorzystany jako zewnętrzny interfejs HMI w przemyśle, gdzie panują ciężkie warunki pracy oraz tam, gdzie używa się środków chemicznych. Panele z rodziny FOX są już stosowane w aplikacjach kontroli dostępu, m.in. na stadionach piłkarskich. www.csi.net.pl PRODUKTY Newtech Niezwykły czujnik wizyjny Już od dłuższego czasu w przemyśle stosuje się systemy wizyjne, które zwiększają jakość i wydajność produkcji, a przy tym zmniejszają jej koszty. Coraz częściej stosuje się je w każdej gałęzi przemysłu, a ich ciągły rozwój sprawia, że występują nawet w najbardziej zaawansowanych i trudnych aplikacjach. Swoją wszechstronność zastosowań zawdzięczają dużej szybkości działania i ogromnej mocy obliczeniowej procesorów do analizy graficznej obrazu. Zalety systemów wizyjnych można by wymieniać niemal bez końca, lecz mają one jedną bardzo dużą wadę – cenę. Koszt zastosowania systemu wizyjnego niejednokrotnie jest zaporą nie do przebycia dla wielu inwestorów. Rozwiązaniem w takiej sytuacji jest czujnik wizyjny. Jest to mocno uproszczona wersja systemu wizyjnego, która jednak nie zawsze jest w stanie sprostać postawionym przed nią wymaganiom technicznym. Niedawno pojawił się jednak na rynku nowy czujnik wizyjny serii VeriSens produkowany przez Baumer Optronic, który łączy oba rozwiązania. Jest to wyjątkowo udana seria „mini” systemu wizyjnego przy zacho- waniu poziomu cen czujników wizyjnych, a przy tym wyposażona w wyjątkowo łatwy i intuicyjny program konfiguracyjny. Czujniki VeriSens charakteryzuje m.in.: szybkość pracy do 50 zdjęć i analiz obrazu na sekundę • 22 rozbudowane funkcje analizujące, w tym czytanie tekstów kodów paskowych i kodów 2D • pamięć 255 programów, a w każdym z nich do 32 funkcji pomiarowych jednocześnie • mała kompaktowa obudowa z aluminium lub stali nierdzewnej ze stopniem ochrony IP69K • zintegrowany bardzo wydajny oświetlacz oraz wyjście sterujące oświetlaczami zewnętrznymi • pole widzenia wbudowanego obiektywu od 10x13 mm do nieskończoności oraz możliwość zastosowania obiektywów z montażem typu C • cztery programowalne wyjścia cyfrowe oraz dodatkowo RS485 lub Ethernet • możliwość zapisywania zdjęć produktów uznanych za wadliwe, dobre lub wszystkich (zależnie od potrzeb) • 2 programowalne przyciski • wbudowany serwer WWW, dzięki któremu można zdalnie podglądać pracę czujnika. Wszystkie te zalety w połączeniu z niską ceną sprawiają, że czujnik VeriSens jest idealnym rozwiązaniem zarówno tam, gdzie nie sprawdzają się tradycyjne czujniki, jak i tam, gdzie należałoby zastosować kosztowne systemy wizyjne. www.newtech.com.pl Twinhead Twinhead T7M – lekki tablet PC Firma Twinhead wprowadziła do sprzedaży nowy tablet model T7M. Jest to jeden z najlżejszych i zarazem najnowocześniejszych tabletów przemysłowych na rynku. Czytelny, dotykowy wyświetlacz o dużej rozdzielczości jest standardowo przystosowany do pracy przy dużym nasłonecznieniu. Dwie wymienne baterie typu hot swap pozwalają na długą pracę – do 8 godzin, a w przypadku rozładowania można bez przerywania pracy wymienić akumulator na naładowany. Z boku urządzenia dostępna jest podświetlana klawiatura numerycz- na oraz klawisze funkcyjne, które można oprogramować. Wbudowana kamera pozwala na robienie dokumentacji technicznej na miejscu bez konieczności posiadania oddzielnego aparatu. Dzięki wykorzystaniu systemu Windows 7 tablet T7M ma ogromną przewagę w funkcjonalności nad urządzeniami typu handheld z systemem Windows Mobile. www.controlengpolska.com l Phoenix Contact Telemetria i telesterowanie poprzez sieć GSM ILC 150 GSM/GPRS dysponuje funkcjonalnością zdalnej komunikacji przez połączenie dial-in lub GPRS. Funkcja ta umożliwia nawiązanie połączenia ze sterownikiem poprzez sieć telefonii komórkowej, aby następnie, w ramach zdalnego sterowania, przeprowadzić wymagane zmiany oprogramowania lub elementów monitoringu systemu. Pozwala to wyeliminować drogie interwencje serwisowe w daleko położonych instalacjach. Połączenie ze sterownikiem może być nawiązane bezpośrednio z centrali przez sieć telefonii komórkowej: • przez połączenie dial-in, • przez GPRS. Dostępne są różnego rodzaju połączenia, usługi i taryfy – w zależności od wybranego operatora sieci komórkowej. www.phoenixcontact.pl Dzięki możliwości wyposażenia w odbiornik RFID, czytnik kodów kreskowych oraz GPS i modem 3G tablet świetnie sprawdza się w logistyce, przy zarządzaniu stanami magazynowymi oraz jako doskonałe narzędzie dla inkasenta. Tablet standardowo wyposażony jest w złącza USB, RJ45 oraz audio, ale producent przewidział także możliwość zamówienia wersji z portem RS-232. Niezawodność pracy urządzenia w trudnych warunkach gwarantują normy: MIL-STD-810G (wstrząsy, upadki), IP54 (obudowa pyło- i bryzgoszczelna) oraz norma transportowa ASTM 416999 Truck Assurance Level II. www.twinhead.pl CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 69 PRODUKTY Turck Stacje zdalnych I/O do stref Ex TURCK jest jednym z największych na świecie producentów systemów zdalnych I/O. Dla aplikacji w obszarach zagrożenia wybuchem oferuje kompletną linię produktów pozwalających na realizację nawet najbardziej wymagających zadań sterowania i zarządzania danymi. Dedykowanym do aplikacji w strefie 2 jest popularny system BL20. Nowością w ofercie są 2-kanałowe karty analogowe z funkcjonalnością HART. TURCK ma także nowoczesny, zaawansowany system iskrobezpieczny excom do montażu w strefie 1 z obsługą sygnałów także ze strefy 0. Dzięki technologii FDT/DTM obie wspomniane stacje mogą być łatwo konfigurowane i parametryzowane. Są w rzeczywistości więcej niż prostym koncentratorem danych procesowych. Stają się częścią majątku produkcyjnego, którym można zarządzać z poziomu nowej generacji programów typu „asset management systems”. Oprócz systemów I/O w ofercie TURCK znajduje się także cała technika połączeniowa (np. kable, złącza, terminatory, bariery RS485IS/RS485, optocouplery itp.) oraz narzędzia diagnostyczne (np. link Ethernet-Profibus do zdalnej diagnostyki przez Internet). www.turck.pl Guru Nowe zastosowania kontrolerów ISaGRAF Firma ICP DAS przedstawiła nowe zastosowanie kontrolerów z preinstalowanym oprogramowaniem ISaGRAF. Kontrolery XP-8xx7-CE6, WP-8xx7 i VP -2xW7 mogą obsługiwać protokół Modbus TCP Master w celu uzyskania połączenia z różnymi urządzeniami Modbud TCP Slave. Poprzednie wersje tych kontrolerów obsługiwały urządzenia mające tylko jeden port Ethernet. Obecnie potrafią one obsługiwać urządzenia mające dwa porty Ethernet (i w związku z tym dwa adresy IP). Jeśli jeden port urządzenia jest uszkodzony lub odłączony, kontroler potrafi automatycznie połączyć się z drugim portem. Używane są przy tym następujące funkcje ISaGRAF: • Mbus_tcp – do podłączenia urządzeń posiadających tylko jeden adres IP, • Mbus_tc2 – do podłączenia urządzeń z dwoma adresami IP. Funkcja ta ma dodatkowe pole „Device_IP2”. Jeśli komunikacja z pierwszym adresem IP ulegnie awarii, kontroler będzie próbował połączyć się z drugim adresem IP. 70 l Przy wykorzystaniu kontrolerów IDCS-8000 możliwe jest zbudowanie systemu redundantnego: • dwa kontrolery z podwójnymi portami Ethernet, • komputer PC lub panel HMI może być podłączony tylko do jednego adresu IP, aby uzyskać połączenie z systemem redundantnym. Jeśli aktywny kontroler ulegnie uszkodzeniu, po ok. 0,5 sek. system zostanie przełączny do drugiego kontrolera. Guru Control Systems jest autoryzowanym dystrybutorem produktów firmy ICP DAS w Polsce. www.kamlab.pl www.guru.com.pl WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com FARO Nowa wersja SCENE dla skanerów FARO Photon Firma FARO udostępniła najnowszą wersję oprogramowania do obróbki skanów SCENE 4.7 dla skanerów laserowych FARO. Program SCENE 4.7 oferuje nową funkcję Web-Share która pozwala w prosty i bezpieczny sposób udostępniać zeskanowane dane przez Internet. Nowa funkcja Web-Share jest od początku zintegrowana z oprogramowaniem SCENE 4.7, a publikowanie danych nie wymaga innych dodatkowych programów. Oprogramowanie SCENE 4.7 bazuje na zupełnie nowej architekturze, co pozwala oferować zarówno wersję 64-bitową, jak również wersję dla 32-bitowych systemów Windows. Architektura 64-bitowa rozszerza pamięć użyteczną, eliminując ograniczenia stawiane przez 32-bitowy system operacyjny. Funkcja, która naprawdę pomaga klientom w prowadzeniu codziennej działalności to nowy „obiekt dokumentacji”. Użytkownicy mogą teraz zaznaczać interesujące ich punkty w zeskanowanych danych, dodawać komentarze i załączać dowolne dokumenty. Umożliwia to rozbudowę chmury punktów o dodatkowe informacje za pomocą hiperłączy. Ponadto, odświeżona zaawansowana funkcja Quick View oferuje wszystkie narzędzia do obróbki danych uzyskanych za pomocą skanowania w naturalnej wizualizacji 360°. Nowa wersja ma udoskonalony interfejs użytkownika o lepszej strukturze menu, okna w formie zakładek i nowe ramki narzędziowe. Osoby, które już korzystają z oprogramowania SCENE w wersji 4.X otrzymają bezpłatną aktualizację. Oprogramowanie SCENE zostało zaprojektowane specjalnie dla skanerów laserowych FARO. Program sprawnie i z łatwością przetwarza i zarządza zeskanowanymi danymi, wykorzystując automatyczne rozpoznawanie obiektów, rejestrację i pozycjonowanie skanów. www.faro.com/poland PRODUKTY Balluff IO-Link Analog Plug W nowoczesnych maszynach produkcyjnych występuje bardzo wiele sygnałów analogowych. Ich podłączenie do układów sterowania wymaga prowadzenia ekranowanych przewodów do szaf sterowniczych Jest to rozwiązanie kosztowne ze względu na ceny analogowych modułów wejściowych dla PLC oraz pracochłonne, ponieważ wy- maga prowadzenia kosztownego okablowania często na dużych odległościach. Prostym i ekonomicznym rozwiązaniem wprowadzanym właśnie do oferty przez firmę Balluff są inteligentne wtyczki konwertujące sygnał analogowy na sygnał cyfrowy IO-Link lub odwrotnie. Rozwiązanie to jest doskonałym uzupełnieniem bardzo szerokiej oferty firmy Balluff w zakresie elementów z interfejsem IO-Link. Wtyczki umożliwiają podłączenie standardowych sygnałów analogowych 0..10 V DC oraz 4..20 mA, a także sygnałów analogowych z czujników temperatury PT100. Wersje do sterowania analogowego umożliwiają uzyskanie analogowych sygnałów wyjściowych 0..10 V DC oraz 4..20 mA. 14-bitowe przetworniki gwarantują wysoką jakość przetwarzania sygnału. Rozwiązanie to jest również bardzo szybkie, gdyż czas przetwarzania sygnału przez wtyczkę wynosi 2,5 ms. Wtyczka podłączana jest do standardowego portu M12 w masterze IO-Link. Dane przekazywane są poprzez 2 bajty obszaru wejść. www.balluff.pl Siemens Kuka Robotics Zintegrowanie oprogramowania NX CAM z CNC SINUMERIK solution line Plug & automate Podczas Międzynarodowych Targów ITM 2010 w Poznaniu Siemens, Industry DT Motion Control wraz z Siemens PLM Software przedstawiły nowatorskie rozwiązanie w zakresie integracji oprogramowania NX CAM z najnowszą rodziną sterowań numerycznych SINUMERIK solution line. W końcu stało się możliwe połączenie dwóch dotychczas sprzecznych wymagań, tj. szybkiej obróbki HSM i wysokiej jakości wykończenia powierzchni, która nie wymaga dodatkowego polerowania. Efekt taki uzyskano dzięki optymalizacji komend i bezstratnej wymianie danych (bez konwersji) pomiędzy CNC SINUMERIK a NX CAM. Kapituła konkursu tegorocznych targów MachTool 2010 doceniła innowacyjność rozwiązania i nagrodziła złotym medalem to rozwiązanie. Oznacza ono kolejny krok milowy w rozwoju nowoczesnych metod wytwarzania i w znaczący sposób wpływa na skrócenie czasu w procesie „od projektu do gotowego produktu” przy zachowaniu najwyższych parametrów obróbki skrawaniem. Aktualnie rozwój oprogramowania NX CAM i systemów sterowania CNC z rodziny SINUMERIK 840D sl i 828D jest mocno ze sobą powiązany. Ten fakt przynosi kolejne korzyści w obsłudze krzywych (nurbs) oraz powierzchni (surface) bezpośrednio przez CNC SINUMERIK – bez potrzeby aproksymacji złożonej geometrii poprzez punkty charakterystyczne. Krzywe i powierzchnie użyte w NX CAM są przenoszone wprost (bez konwersji) do systemu sterowania SINUMERIK. Metoda ta znacząco przyspiesza wczytywanie programów obróbczych (procesor sterownika nie musi konwertować danych), ale także zapewnia wierne odwzorowanie geometrii, również dla szybkich obróbek skrawających (HSM). Zintegrowanie NX CAM z SINUMERIK to pierwszy krok do wspólnej promocji rozwiązań IT w obszarze maszyn i technologii CNC wśród placówek dydaktycznych. Uniwersalność oprogramowania projektowego NX w połączeniu z funkcjonalnością sterowań SINUMERIK zabudowanych w maszynie, czy też w zestawach szkoleniowych, daje dziś profesjonalne narzędzie dla uczelni przeznaczone do kształcenia na każdym poziomie przyszłych inżynierów, technologów i programistów. W celu przybliżenia nowoczesnych metod zarządzania cyfrową produkcją Siemens udostępnił specjalną stronę internetową, zawierającą animacje ilustrujące proces produkcji; http://media.ugs. com/pl_pl/nx/CAM_2009/CAM_PO.html. www.siemens.pl www.controlengpolska.com l W czerwcu w Monachium na targach AUTOMATICA KUKA Roboter świętowała premierę nowej generacji produktów: serii robotów QUANTEC i oprogramowania KUKA.WorkVisual oraz szafy sterującej KR C4. Automatyzacja będzie prostsza – czyli zgodnie z hasłem kampanii „plug & automate”. Nowa generacja produktów usprawnia automatyzację na poziomie planowania, integracji, obsługi, konserwacji oraz dostosowanie do specyficznych zastosowań. KUKA pokazuje również poprzez nowy produkt, jak robotyka może być jeszcze bardziej bezpieczna i energooszcędna. Nowa seria robotów QUANTEC to rodzina robotów kompaktowa o udźwigu od 90 do 300 kg i zasięgu do 3100 mm. W nowej szafie sterującej KR C4 wszystkie zintegrowane moduły sterowania mają połączoną bazę danych oraz infrastrukturę, której używają wspólnie oraz mają możliwość komunikowania się bezpośrednio. WorkVisual to nowa platforma programistyczna dla KR C4. Spójne dane i jednolite paski narzędziowe zapewniają szybką i łatwą pracę inżynierom. Spójne środowisko programistyczne pozwoliło np. na wyeliminowanie niezgodności wersji oprogramowania. www.kukarobotics.pl CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 71 PRODUKTY SKF Nowe bezdotykowe termometry SKF TKTL 10 I TKTL 20 umożliwia dokładny odczyt temperatury • oświetlacz LED pozwala na oglądanie obiektów w słabo oświetlonych miejscach • stały współczynnik emisji wynoszący 0,95, właściwy dla wielu aplikacji • zmienny współczynnik emisji nastawiany przez użytkownika między 0,1 a 1,0, umożliwia dostosowanie do wielu rodzajów powierzchni • różnorodne tryby pomiaru temperatury i alarmy. TKTL 10 jest termometrem na podczerwień poziomu podstawowego, natomiast TKTL 20 ma także możliwość bezpośredniego pomiaru temperatury metodą stykową przy wykorzystaniu sondy temperaturowej. Seria TKTL jest częścią szerokiej oferty SKF w zakresie narzędzi i przyrządów niezbędnych w utrzymaniu ruchu. www.skf.pl SKF przedstawił nową serię termometrów bezstykowych TKTL 10 i TKTL 20. Są one przenośnymi, lekkimi przyrządami do bezpiecznego pomiaru temperatury z pewnej odległości metodą bezkontaktową. To wyjątkowo łatwe w obsłudze urządzenia; wystarczy jedynie wycelować, nacisnąć spust i temperatura obiektu jest pokazywana na wyświetlaczu. Nowe termometry na podczerwień są idealnie dopasowane do strategii utrzy- mania ruchu bazującej na niezawodności w oparciu o pracę operatora (ODR), gdzie mogą pomóc operatorom i pracownikom działu utrzymania ruchu w lepszej ocenie stanu pracujących maszyn, w poprawie bezpieczeństwa i zmniejszeniu czasu przestojów. Typowe aplikacje obejmują kontrolę opraw łożyskowych, inspekcję urządzeń grzewczych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych oraz przeprowadzanie audytów energetycznych. Właściwości tych termometrów to między innymi: szeroki zakres pomiarowy przy użyciu czujnika podczerwieni od -60 do 625°C • stosunek odległości do rozmiaru plamki pomiarowej 16:1 Eltron Introl System wizyjny Cognex serii In-Sight firmy o rozdzielczości 5 Mpix Termowizyjny system kontroli transportu paliwa na podajnikach taśmociągowych LAND HotSpot IR Producent systemów wizyjnych, firma Cognex, rozszerzył rodzinę inteligentnych kamer serii In-Sight o nowe modele wyposażone w matrycę 5 Mpix. Wyższa rozdzielczość kamery przy określonym FOV (pole widzenia) pozwala na bardziej precyzyjną analizę obrazu (3,75 razy większa dokładność w porównaniu do rozdzielczości VGA 640x480). Co daje zastosowanie wyższej rozdzielczości w praktyce? Dzięki temu istnieje możliwość wykrywania mniejszych defektów (rysy, pęknięcia itp.) na określonych powierzchniach. Możemy dokonywać bardziej precyzyjnych pomiarów. Istnieje możliwość odczytu bardzo małych kodów 1D lub 2D na dużej powierzchni (również wielokrotne). Podstawowe parametry: • rozdzielczość – 2448x2050 pikseli • prędkość akwizycji – 15 klatek/sek. • dwa razy większa pamięć niż dotychczas – 256 MB RAM • komunikacja – Ethernet (GigE). Kamera IS5605 jest w pełni obsługiwana przez najnowszą wersję oprogramowania In-Sight Explorer 4.4.1. www.eltron.pl 72 l Jednym z podstawowych problemów przy wytwarzaniu energii elektrycznej lub ciepła w elektrociepłowniach na paliwa stałe ( węgiel lub biomasa) jest powstawanie zjawiska samozapłonu. Pożary oraz wybuchy pyłu w bunkrach prowadzą do poważnych strat materialnych oraz bezpośredniego zagrożenia życia i zdrowia załogi. Wśród wielu rozwiązań mających na celu ograniczenie ryzyka pożaru jest brytyjski system wykrywania potencjalnych źródeł zapłonu na podajnikach taśmociągowych. Zadaniem systemu jest nie tylko wykrycie płomieni wśród materiału przemieszczającego się z prędkością kilku metrów na sekundę na taśmociągu, ale także detekcja jakichkolwiek elementów, których temperatura przewyższa zadany próg, i które mogą wy- WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com wołać wybuch zawieszonego pyłu w bunkrze. Skaner pozwala na 100-krotne przeskanowanie powierzchni taśmociągu w ciągu jednej sekundy, co likwiduje piętę achillesową dotychczas stosowanych pirometrów. Pirometry bowiem wykonują pomiar w czasie od 500 ms, a co za tym idzie, dają informację o średniej temperaturze paska o wymiarach 30x200 cm, czyli powierzchni 6000 cm2 (przy umieszczeniu 1 m nad taśmą z optyką 30:1 i prędkości taśmociągu 2 m/s). Skaner jest w stanie zmierzyć z rozdzielczością 1 cm2 600x większą powierzchnię. Kolejną zaletą skanera jest to, że mierzy on 100 pełnych punktów przez całą szerokość taśmociągu, podczas gdy pirometr jest w stanie dokonać pomiaru jednego punktu (zazwyczaj środka taśmociągu). W praktyce pirometr wykrywa wyłącznie dużą ilość płonącego materiału, skaner LAND HotSpot Ir natomiast potrafi zabezpieczyć przed przedostaniem się nawet małego, żarzącego materiału do np.: bunkra węglowego. www.introl.pl Giełda Control Engineering Polska Giełda Control Engineering Polska www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 73 Giełda Control Engineering Polska Giełda Control Engineering Polska 74 l WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA l www.controlengpolska.com Giełda Control Engineering Polska Giełda Control Engineering Polska www.controlengpolska.com l CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010 l 75 Nasi Reklamodawcy Firma Balluff Bosch Rexroth CSI Computer Systems for Industry Elmark Automatyka Eltron Endress+Hauser Festo Przedsiębiorstwo Automatyzacji i Pomiarów INTROL strona 25 38–39 41 5, 43, Insert www telefon www.balluff.pl (71) 338 49 29 www.boschrexroth.pl (71) 364 73 27 www.csi.net.pl (12) 638 37 50 www.elmark.com.pl (22) 773 79 37 www.eltron.pl (71) 343 97 55 21, Insert www.festo.pl (22) 711 41 00 7, 15 www.introl.pl 19 Insert MICROSENS GmbH & Co. KG Eastern Europe Representative Office 28–29 www.microsens.com (71) 337 16 71 Multiprojekt Grzegorz Góral 74–75 www.multiprojekt.pl (12) 413 90 58 National Instruments Poland 47, 60–61 Newtech Engineering P.P.H. Wobit Witold Ober Pepperl+Fuchs Phoenix Contact Rittal Sew Eurodrive 22–23 73 II okładka 35 10–11, 16–17 0800 361 1235 (32) 237 61 98 www.wobit.com.pl (61) 835 06 20 www.pepperl-fuchs.com (22) 256 97 70 www.phoenixcontact.pl (71) 398 04 60 www.rittal.pl (22) 310 06 00 www.sew-eurodrive.pl (42) 676 53 00 Sigma CE 45 www.wscad.pl (42) 611 03 05 Turck 27 www.turck.pl (77) 414 00 30 www.polna.com.pl (16) 678 66 01 Zakład Automatyki POLNA IV okładka www.ni.com/poland www.newtech.com.pl 9
Podobne dokumenty
pobierz (PDF, 9.1 MByte) - Control Engineering Polska
Dwunaste Rytro za nami str. 60
Bardziej szczegółowo