Control Engineering Česko, duben 2013
Control Engineering Česko, duben 2013
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/ISSN1896-5784
Přejděte
na chytřejší I/O 28
Ethernet pro senzorové
sítě? Proč má dnes
smysl 32
Tvorba rozhraní HMI,
které se nevyužívá 38
Pět cest k zajištění nové
generace pracovníků 40
ZPĚT K ZÁKLADŮM
Hovoříme s procesní
přístrojovou
technikou 48
www.controlengcesko.com
Číslo 3 (58)
Ročník VIII.
ISSN1896-5784
Automatizace v potravinářství 42
Číslo 3 (58)
Ročník VIII.
ISSN1896-5784ISSN1896-5784
Produkt roku 2012
proťal cílovou
pásku 15
Mezinárodní zdroj informací o řízení, přístrojovém vybavení a automatizaci DUBEN 2013
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/2
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 1
Vážení čtenáři,
těm z nás, kteří sídlíme na severní Moravě, respektive ve Slezsku, je
jasné, proč tyto řádky začnu lehce kýčovitě, tedy o počasí. Letošní
aprílový čas si totiž opravdu nebere servítky a prohlásit, že si z nás
pořádně střílí, by dokazovalo leda to, že má slovní zásoba trpí nedo-
statkem vulgarismů. Na druhou stranu na každý problém se dá nahlí-
žet z několika úhlů. Proto mne pobavilo sledovat na facebooku statusy
několika mých známých , kteří na rozdíl ode mě, jenž s lopatou v ruce
nevěřícně kroutí hlavou nad dalšími přívaly sněhu, jsou zcela nadšeni z bohaté zimní nadíl-
ky – i když přišla na jaře. S úsměvy na tvářích a výbavou dobrodruhů (tu nechám na Vaší
představivosti, fotky poskytuji pouze na vyžádání) vyrazili na blízkou pastvinu, kde s vynalo-
žením veškerých sil vytvořili obří iglú, které by jim záviděl leckterý Eskymák, a začali ke své-
mu výtvoru pomocí různých mediálních prostředků svolávat známé. Co Vám budu povídat,
nakonec mělo ze zimy radost mnohem více lidí, kteří už dávno odrostli dětským hrám, než
tomu bylo na počátku dne…
A právě takto nějak musel dle mého soudu začít příběh veletrhu s názvem AMPER 2013.
Mnozí z nás jistě pamatují všeliké peripetie, které vyústily v přesun již poměrně tradiční
výstavy směrem z české do moravské metropole. Organizátoři byli v té době postaveni před
jasnou volbu – sednou si na zadnici a bědovat, nebo přijít s kreativním řešením situace.
Za naši redakci mohu jen říci… díky za to, že dnes můžeme prohlásit: „Pražský AMPER je
mrtev, ať žije brněnský AMPER!“ Letošní ročník mohu komentovat jen opravdovými super-
lativy, protože jsem sám nevěřil, že za tak krátkou dobu může v Brně vyrůst další renomo-
vaný veletrh (po MSV), který dokáže dostát všem světovým nárokům. Na tiskové konferenci
potvrdil má slova i zástupce společnosti Siemens. Budeme-li citovat Radomíra Studeného,
patří AMPER k vrcholům místní veletržní sezóny, což dokazovala také rozměrnost expozice
této společnosti, která opět patřila k největším ozdobám. Posledním argumentem, proč není
nutno přít se o pozici AMPERu a kterým ukončím neplacenou obhajobu, je, že i Brno si před
veletrhem užilo aprílového počasí a množství návštěvníků, kteří byli ochotni přebrodit se
sněhovou pokrývkou, která Brno zahalila, bylo dosti překvapující.
Nerad bych však básnil pouze o sněhu… Již v minulých vydáních jsme avizovali, že ve-
letrhu AMPER věříme natolik, že jsme do Brna přesunuli jednu ze stěžejních akcí našeho
vydavatelství, kterou je vyhlášení ankety Produktu roku, tentokráte s přídomkem 2012.
Věřím, že výsledky jsou již mnohým známy, proto bych Vás rád nalákal nejen na reportáž,
která k výsledkům přidává trochu slavnostního ducha akce, ale také na představení všech
vítězných produktů, jež nám poskytly náměty pro ústřední témata tohoto vydání.
Naštěstí obsah nebyl nikterak ochuzen ani o další nosná témata, mezi nimiž trochu vy-
čnívá jedno netradiční, které bychom mohli označit (a leckde jsme již označili) jako automa-
tizace v potravinářství. Celý potravinářský sektor je medializován dnes a denně, nicméně ne
vždy v tom nejlepším světle. I když kolegyně na úkor mých úvodníků často vtipkuje jinak,
myslím, že máme daleko k různým bulvárům vyžívajícím se v „koninách“ všeho druhu. Vě-
řím, že mnohem sofistikovanější poznatky proto přinese dubnová konference s názvem Au-
tomatizace, modernizace a údržba v potravinářském průmyslu, o jejímž průběhu Vás budeme
informovat zase za měsíc, abychom neochudili ty, kteří se za námi nebudou moci dostavit
osobně…
Přeji Vám ničím nerušenou četbu, konec nečekaných sněhových nadílek a kvalitní pro-
dukty na talíři, pokud zrovna obědváte…
ne ěřícně kroutí hla
Z REDAKCEEcontrol engineering
REDAKCE
Šéfredaktor
Lukáš Smelík
Sekretariát redakce
Monika Galbová
Redaktoři
Barbora Byrtusová, Daniel Haupt,
Jana Poncarová
Odborná spolupráce
Petr Moczek, Zdeněk Mrózek,
Martina Bojdová, Dušan Říha,
Petr Klus, Jaroslav Vlach, Pavla Rožníčková
REKLAMA
Account Manager
Miroslava Pyszková
Tel.: +420 777 793 392
E-mail: miroslava.pyszkova@trademedia.us
Grafické zpracování
Jiří Rataj
TISK
Printo
REDAKČNÍ RADA
Předseda
Branislav Lacko
Ústav automatizace a informatiky
Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně
Členové
Marek Babiuch
katedra automatizační techniky a řízení
VŠB – Technická univerzita Ostrava
Adam Brož
výrobně-technický ředitel
Budějovický Budvar, n. p.
Miroslav Kárný
vedoucí Oddělení adaptivních systémů
Ústav teorie informace a automatizace
Akademie věd ČR
Michal Křena
produktový manažer
Schneider Electric CZ, s. r. o.
Naděžda Pavelková
produktová a marketingová manažerka
ABB, s. r. o.
Pavel Poucha
jednatel
Papouch, s. r. o.
Ludvík Strakoš
technický ředitel
Evraz Vítkovice Steel, a. s.
Zdeněk Švihálek
aplikační manažer
B+R automatizace, spol. s r. o.
VYDAVATEL
Trade Media International s. r. o.
Milan Katrušák
Mánesova 536/27
737 01 Český Těšín
Tel.: +420 558 711 016
www.trade-media.us/cs
www.controlengcesko.com
Periodicita: 10× ročně
Povoleno: MK ČR E 18990
Identifikační číslo vydavatele: 278 40 042
Redakce si vyhrazuje právo krátit texty
nebo měnit jejich nadpisy.
Nevyžádané texty nevracíme.
Redakce neodpovídá za obsah
reklamních materiálů.
Časopis je vydáván v licenci
CFE Media.
Lukáš Smelík
šéfredaktor
lukas.smelik@trademedia.us
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/2 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
Hlavní témata
15 Produkt roku 2012 proťal cílovou pásku
Ve čtvrtek 21. března 2013 se v rámci
doprovodného programu veletrhu AMPER
uzavřel „závod“ na poli nejúspěšnějších
Produktů roku 2012. Ty musely obstát
v trojboji, který sestával z disciplín: inovace,
užitečnost a technologický vliv na průmyslovou
automatizaci.
28 Přejděte na chytřejší I/O
Díky zlepšením u I/O systémů pro provozní
zařízení mohou být instalace a modernizace
řídicích systémů rychlejší a cenově výhodnější.
32 Ethernet pro senzorové sítě? Proč má dnes
smysl
Aktivní (inteligentní) bezskříňové I/O bloky
pro průmyslový Ethernet lze instalovat poblíž
senzorů kvůli odstranění složité kabeláže
a možnosti obousměrné komunikace
s I/O bloky a PLC nebo vzdálenými terminály.
38 Tvorba rozhraní HMI, které se nevyužívá
Když vám dodají novou plošinu se zařízením
nebo stroj, pravděpodobně bude mít své vlastní
rozhraní HMI, nicméně toto zařízení se bude
ovládat ze širšího systému. Co byste měli
od tohoto nadbytečného rozhraní HMI chtít?
40 Pět cest k zajištění nové generace
pracovníků
Technologický pokrok je výzvou a přínosem
pro průmyslová odvětví na celém světě. Úspěch
budoucích a současných techniků na tomto
dynamicky se měnícím pracovním trhu
ovlivňuje pět klíčových faktorů.
ČÍSLO 3 (58)
ROČNÍK VIII.
Mezinárodní zdroj informací o řízení, přístrojovém vybavení a automatizaci DUBEN 2013
Téma z obálky: Vítězové šestého ročníku ankety
o český a slovenský Produkt roku 2012, str. 15
Hlavní téma: Přejděte na chytřejší I/O; str. 28
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 3
Rubriky
1 Z REDAKCE
10 IT&TECHNIKA
Revoluce, kterou máte v ruce
14 TECHNOLOGICKÝ UPDATE
Sbližování technologií standardů
pro automatizaci
42 AUTOMATIZACE
V POTRAVINÁŘSTVÍ
Společnosti Knorr a aku.automation
dosahují 100% úspěšnosti kontroly balení
potravin pomocí systému In-Sight
44 Vysokorychlostní robot pro přesnou práci
48 ZPĚT K ZÁKLADŮM
Hovoříme s procesní přístrojovou technikou
Novinky
4 Asociace exportérů představila
novinku – Index Asociace exportérů
4 Meshed Systems získal distribuci RFID
UHF antén FlexiRay
4 Talentovaní studenti nacházejí uplatnění
díky výborné znalosti SolidWorksu
5 Česko patří i díky ZAT do klubu států
s jaderným know-how
5 Fluke slaví 65. výročí
Produkty
46 Rockwell Automation s. r. o.
Řešení distribuovaného řízení motorů
rozšířena na variantu DeviceNet
Hlavní téma: Ethernet pro senzorové sítě? Proč má dnes smysl;
str. 32
Automatizace v potravinářství: Společnosti Knorr
a aku.automation dosahují 100% úspěšnosti kontroly balení
potravin pomocí systému In-Sight; str. 42
Automatizace v potravinářství: Vysokorychlostní robot
pro přesnou práci; str. 44Hlavní téma: Tvorba rozhraní HMI, které se nevyužívá; str. 38
Přeložené texty jsou v tomto časopise umístěny se souhlasem
redakce časopisu „Control Engineering USA“ vydavatelství
CFE Media. Všechna práva vyhrazena. Žádná část tohoto
časopisu nemůže být žádným způsobem a v žádné formě
rozmnožována a dále šířena bez písemného souhlasu CFE Media.
Control Engineering je registrovanou ochrannou známkou, jejímž
majitelem je vydavatelství CFE Media.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/4 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
NOVINKYNoborové
Meshed Systems získal distribuci RFID UHF antén FlexiRay
M
eshed System, přední středoevropský distri-
butor pro radiofrekvenční identifikaci, a Barco,
s. r. o., RFID integrátor a inovátor, oznámili, že
Meshed Systems převzal distribuci portfolia RFID antén
FlexiRay v německy mluvících oblastech Evropy (Německo,
Rakousko, Švýcarsko).
„Touto spoluprací jsme velmi potěšeni. Nová generace
velmi plochých RFID antén s kruhovou polarizací posílí
naši pozici na trhu a nabídne širokému okruhu zákazníků
společnosti Meshed Systems nové příležitosti pro realizaci
inovativních řešení v oblasti RFID,“ říká Michael E. Wernle
ze společnosti Meshed Systems.
Modulární FlexiRay RFID UHF antény, navržené společ-
ností Barco, se odlišují především unikátním 2mm štíhlým
designem, vyzařovací charakteristikou, velmi dobře defi-
novanou oblastí čtení a rychlou a jednoduchou instalací.
K dispozici je verze v kovovém krytu (FlexiRay SFR) a ultra-
tenká verze pro vestavěné embedded aplikace (FlexiRay
SF). Antény jsou dostupné v několika různých délkách a tím
umožňují individuální přizpůsobení konkrétní RFID aplikaci.
Čtecí dosah až 4 m závisí na typu antény, typu a výkonu
použité RFID čtečky, délce kabelu a charakteristikách RFID
transpondéru. Oba typy FlexiRay antén jsou k dispozici pro
ETSI a FCC frekvence.
„Díky spolupráci s Meshed Systems jsme získali spoleh-
livého distribučního partnera s dlouholetými zkušenostmi
v oblasti RFID a velmi silnou pozicí v německy mluvících
zemích,“ komentoval Tomáš Kubíček ze společnosti Barco.
„Jsme proto velmi rádi, že spolu s Meshed Systems může-
me oslovit důležité trhy Evropy v oblasti maloobchodu,
logistiky a výroby.“
www.flexiray.eu
Asociace exportérů představila novinku – Index Asociace exportérů
E
xportéři z České republiky nevidí nejbližší následu-
jící měsíce příliš růžově. Vycházejí přitom nejenom
z expertních odhadů, ale především také z výsledků
nového Indexu Asociace exportérů, který v Trutnově před-
stavila Asociace exportérů na již 10. exportním fóru. Zlep-
šení v oblasti exportu lze očekávat až na začátku druhé
poloviny letošního roku.
Index Asociace exportérů (IAE), nový nástroj, který Asoci-
ace exportérů představila, má za cíl predikovat vývoj české-
ho exportu, na základě řady statistických dat a vybraných
parametrů, v následujících třech měsících.
„Na základě pětiletého analyzování dat jsme vybrali vy-
povídající, srozumitelné, snadno dostupné a jednoduché
ukazatele. Následně jsme dle pečlivých propočtů určili je-
jich váhové zastoupení v tomto indexu,“ řekl k představe-
ní Indexu Asociace exportérů Otto Daněk, místopředseda
Asociace exportérů a dodal: „Naším cílem je dát do rukou
nejenom vývozcům a odborníkům z tohoto oboru, ale také
široké veřejnosti, nástroj, který bude predikovat, kam se
český export bude v nejbližší době ubírat. Význam exportu
pro české hospodářství je zřejmý, proto je sledování tohoto
trendu důležité.“
Do indexu jsou zahrnuty následující parametry: německé
průmyslové zakázky (váhový koeficient 0,25), reálný efektiv-
ní kurs CZK/EUR očištěný o inflaci v průmyslu (váhový ko-
eficient 0,65), zakázky ze zahraničí (váhový koeficient 0,55)
a index nákupních manažerů Eurozóny PMI (váhový koe-
ficient 0,15). Index Asociace exportérů bude aktualizován
v měsíční periodě a bude k dispozici na stránkách Asociace
exportérů. www.asociaceexporteru.cz
Talentovaní studenti nacházejí uplatnění díky výborné znalosti SolidWorksu
D
assault Systèmes se řadí ke světové špičce v oblasti
softwaru pro 3D navrhování, tvorbu 3D digitálních
prototypů a správu životního cyklu výrobků (PLM).
Společnost se stala partnerem seriálu soutěží a konferencí
pro studenty středních škol a jejich pedagogy. Studentská
verze řešení SolidWorks®
neumožňuje mladým konstrukté-
rům pouze osvojení efektivních postupů při 3D modelování,
ale také provádění analýz
a simulací, které ověřují
využitelnost jejich návrhů
ve skutečném provozu.
Díky špičkovým kon-
struktérům má český prů-
mysl nejen dlouhou tra-
dici, ale také velmi dobré
jméno v Evropě i ve světě.
Chtějí-li zůstat konkuren-
ceschopní, musejí mít
mladí konstruktéři nejen dobré nápady, ale také zkušenosti
od svých předchůdců – a po ruce silné nástroje, které jim
pomohou přenést myšlenky do uskutečnitelných projektů.
Konstrukční 3D CAD systém SolidWorks si získal studen-
ty po celém světě – snadností použití, mnoha dostupnými
funkcemi, které už dávno překročily hranice pouhého 3D
modelování, i okamžitou dostupností speciálních student-
ských licencí a školicích materiálů. Díky podpoře střed-
ních odborných škol a autorizovaných prodejců se silným
odborným zázemím, mezi které patří i česká společnost
SolidVision, mají navíc pravidelnou možnost poměřit si své
schopnosti s vrstevníky.
„Chceme-li skutečně podpořit české studenty-konstruk-
téry, nestačí jim pouze dát do rukou kvalitní software pro 3D
konstruování a analýzy. Je také nutné naučit je s pokročilými
nástroji efektivně pracovat,“ připomíná Hynek Horák, ředitel
společnosti SolidVision, která je největším prodejcem řešení
SolidWorks v ČR. www.3DS.com/SOLIDWORKS
a
a
v
v
s
m
d
j
C
c
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 5
Česko patří i díky ZAT do klubu států s jaderným know-how
Česká společnost ZAT je etablovanou firmou v oboru
automatizace technologických procesů v České repub-
lice i v zahraničí. V oblasti automatizace patří mezi
nejdéle podnikající firmy na světě, loni oslavila 50 let
od svého založení.
V oblasti jaderné energetiky patří ZAT mezi čtyři firmy
v Evropské unii, které vyvíjí, vyrábí, projektují a dodávají
vlastní řídicí systémy do jaderné energetiky. Česká republi-
ka se tak díky ZAT řadí mezi světové dodavatele nejpokro-
čilejších digitálních řídicích systémů pro jádro. Za čtyřicet
let dodávek do této oblasti inženýři firmy získali zkušenosti
a reference z projektů řídicích systémů 25 bloků jaderných
elektráren za více než 4,5 miliardy korun. Specializací ZAT
jsou systémy kontroly a řízení pro primární, sekundární
okruh a pomocné provozy u nás i v zahraničí. „V přípa-
dě vítězství česko-ruského konsorcia MIR.1200 v tendru
na dostavbu jaderné elektrárny Temelín se zde budeme
podílet na dodávce řídicích systémů. Pro Westinghouse
budeme v lepším případě pouze montovnou. Pokud nebu-
de práce, české jaderné know-how bohužel zanikne,“ říká
Ivo Tichý, člen představenstva společnosti ZAT. Jaderná
energetika tvoří polovinu zakázek firmy. Řídicí systémy ZAT
dodává také do klasické energetiky, tepláren i průmyslu.
„Na našich systémech běží výrobní linky, otáčí se jeviště
divadla, jezdí české i čínské metro, řídíme drážní systémy,“
doplňuje Tichý. ZAT ročně investuje do inovací přes 40 mili-
onů korun, ve fiskálním roce 2012 předpokládá rekordní
tržby v historii.
Nový řídicí systém z dílny českých vývojářů
Společnost ZAT je jednou z mála firem, které vyvinuly a pro
své dodávky používají vlastní řídicí systémy. V roce 2011
uvedla na trh novou generaci řídicích systémů SandRA
(Safe and Reliable Automation ), které jsou společností ZAT
aplikovány v produktech určených pro obory jaderná, kla-
sická energetika a pro průmysl. Mezi speciální aplikace se
systémem SandRA patří např. kontroléry budicích souprav.
Tyto kontroléry jsou určeny pro řízení všech typů synchron-
ních generátorů používaných v energetice. Jejich paramet-
ry a algoritmy jsou navrženy tak, aby splňovaly nejpřísnější
nároky na stabilizaci a zatížení energetické soustavy a patří
mezi světovou špičku ve své kategorii. www.zat.cz
Fluke slaví 65. výročí
O
d založení v roce 1948 zlepšuje neustálými inovace-
mi vlastnosti a možnosti těchto nepostradatelných
přístrojů. Společnost Fluke by ráda při příležitosti
tohoto výročí seznámila zákazníky se svým příběhem a na-
víc jim umožnila produkty Fluke vyzkoušet.
Fluke Corporation bude v souvislosti s 65.výročím pořá-
dat průběhu roku 2013 speciální prodejní akce, při kterých
bude seznamovat s příběhem a novými produkty. Speciál-
ní prodejní akce budou k dispozici na následující stránce:
www.fluke.cz/65
Posláním společnosti Fluke je stát se vedoucím světovým
výrobcem kompaktních profesionálních elektronických mě-
řicích přístrojů. Produkty společnosti jsou využívány tech-
niky a konstruktéry při servisu, instalaci, údržbě, výrobním
testování a řízení kvality v široké škále průmyslových odvět-
ví po celém světě. Společnost Fluke, založená v roce 1948,
má v současné době zastoupení ve 13 evropských zemích a
dodává své výrobky do více než 100 zemí celého světa. Její
obrat dosažený v Evropě tvoří přibližně 40 % jejích celo-
světových prodejních výsledků. Sídlo společnosti Fluke se
nachází ve městě Everett, stát Washington, USA a společ-
nost zaměstnává více než 2 500 lidí po celém světě. Evrop-
ské prodejní a servisní ústředí se nachází v nizozemském
Eindhovenu. www.fluke.cz
novinkynovinky
Opravy výměnou za cenu opravy.
Dlouhodobě testováno pod zátěží (až 50 hodin).
Velké množství dílů SIEMENS SIMODRIVE 611 skladem v Liberci. www.foxon.cz
foxon_inzerat_200x44_duben12.ind1 1 8.4.2013 10:49:58
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/6 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
placená inzerce
Úvod
Tento dokument popisuje typickou architekturu
aplikace typu Human Machine Interface (HMI).
Obsahuje základní popis toho, jak tuto architek-
turu implementovat s použitím LabVIEW Touch
Panel Modulu.
Motivace
U aplikací, kde operátor interaguje se stroji,
existuje přirozená potřeba mechanismu, pro-
střednictvím kterého může operátor určitý stroj
konfigurovat a monitorovat. Tento požadavek
obvykle řeší rozhraní typu Human Machine
Interface (HMI).
Počítače s dotykovým panelem (TPC) od Nati-
onal Instruments obsahují integrovaný procesor,
robustní dotykový LCD panel, sadu integrova-
ných vstupně/výstupních portů a mají nativní
podporu v LabVIEW prostřednictvím LabVIEW
Touch Panel Modulu. Tyto vlastnosti činí z NI
TPC ideální rozhraní HMI pro interakci s řídicími
systémy strojů.
Tento dokument popisuje architekturu
typické aplikace typu HMI a poskytuje stručné
informace o tom, jak tuto architekturu
implementovat v NI TPC s použitím Lab-
VIEW Touch Panel Modulu. Pro většinu
komponent, ze kterých se skládá archi-
tektura HMI, můžete použít referenční
knihovny a referenční ukázkové projek-
ty. Ty poslouží jako nástroj ke zkrácení
doby potřebné pro vývoj a jako seznáme-
ní s nejvhodnějšími postupy.
Typická architektura HMI
Obrázek 2 představuje blokový diagram typické
architektury HMI. Ukazuje vztah mezi různými
komponentami softwaru.
Systém obrazovek
Typická aplikace pro ovládání stroje zahrnuje
stovky datových proměnných nebo tagů. Některé
z těchto tagů se vztahují ke vstupům a k výstu-
pům kontroléru a k jeho stavu. Seznam tagů však
také zahrnuje mnoho interních tagů pro správu
stavu systému, konfiguraci, kalibraci a tak dále.
HMI aplikace organizuje hodnoty tagů a zobrazu-
je je operátorovi tak, že seskupuje související tagy
na jednotlivých obrazovkách. Kromě hodnot tagů
obsahuje každá obrazovka také navigační tlačít-
ka, pomocí nichž se operátor virtuálně pohybuje
mezi obrazovkami. V pozadí se navigační služba
(Navigation Engine) stará o přechody mezi obra-
zovkami.
Zobrazování objektů
K zobrazování analogových, textových a digi-
tálních hodnot tagů můžete použít standardní
ukazatele. Nicméně ukazatele alarmů vyža-
dují dodatečnou softwarovou podporu. Běžné
ukazatele alarmů obsahují souhrnné informa-
ce o alarmu a patičku. Souhrnné informace
obvykle mají podobu samostatné obrazovky,
kde se operátor může podívat na kompletní
seznam alarmů. Alarmová patička je jednořád-
kový ukazatel, který můžete přidat na spodní
okraj jakékoli obrazovky, abyste okamžitě upou-
tali pozornost operátora. Služba Alarm Display
Engine poskytuje funkce potřebné pro ukazatele
alarmů.
Objekty pro zadávání dat
Zadávání dat prostřednictvím HMI může být
náročnější než u typického stolního počítače,
především když má HMI podobu dotykového
panelu bez myši a klávesnice. Objekty pro zadá-
vání dat musejí mít větší rozměry a pro zadávání
většiny datových typů je potřeba vytvořit vlastní
klávesnici (číselné hodnoty, datum, heslo, výčto-
vý typ atd.).
Služba Tag Engine
Služba Tag Engine představuje mechanismus
pro ukládání a čtení aktuálních hodnot tagů. Jde
o hlavní uzel, který používají ostatní komponenty
pro výměnu dat následujícím způsobem:
• obrazovky uživatelského rozhraní čtou hodno-
ty tagů za účelem zobrazení;
Architektura HMI pro NI LabVIEW
Touch Panel Module
Obrázek 2: Typická architektura HMI
Obrázek 1: Počítače NI
s dotykovými panely
i
i
V
k
t
k
t
d
n
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/placená inzerce
• operátoři používají objekty pro zadá-
vání dat k aktualizaci hodnot tagů,
které jsou předávány do zbytku systé-
mu;
• služba Event Engine monitoruje aktu-
ální hodnoty značek na splnění urči-
tých podmínek;
• služba Data Engine provádí výměnu
dat s hlavním kontrolérem stroje.
Služba Event Engine
Služba Event Engine provádí porovnání
hodnot podmnožiny tagů se sadou nade-
finovaných podmínek (hodnota je rovna
X, hodnota je v intervalu či mimo inter-
val a podobně). Když hodnota značky
splňuje jednu z podmínek, zaznamená
služba událost. Některé události jsou
pouze zaznamenány, zatímco jiné vyža-
dují zásah operátora a jsou nastaveny
jako alarmy. Informace o události s alar-
mem jsou předány službě Alarm Displays
Engine, která má na starost to, jak jsou
alarmy prezentovány operátorovi. Když
hodnota tagu přestane plnit podmínku
pro vznik alarmu, odešle služba Event
Engine alarm rušící událost do služby
Alarm Displays Engine.
Web Server
HMI může nabízet přístup k záznamům
o událostech a o alarmech prostřednic-
tvím internetu. Vzdálení uživatelé tak
mají možnost číst soubory se záznamy
s použitím webového prohlížeče.
Služba Data Engine
Služba Data Engine v HMI zajišťuje výmě-
nu hodnot tagů s kontrolérem stroje pro-
střednictvím komunikačního protokolu,
který kontrolér podporuje. Kontroléry
PLC obvykle komunikují prostřednictvím
vlastního protokolu, případně používají
průmyslový standard, jako je například
Modbus. Ačkoli může být komunikace
programovatelných kontrolérů založena
na těchto standardech, často využívá
protokoly na bázi Ethernetu.
Tag Configuration Editor
Nástroj Tag Configuration Editor použí-
vají vývojáři k tvorbě, konfiguraci a údrž-
bě seznamu tagů v aplikaci. Exportuje
konfigurační soubor, který může HMI
použít k inicializaci služby pro tagy.
Implementace typické
architektury HMI s použitím
LabVIEW Touch Panel Modulu
LabVIEW Touch Panel Module nabízí
grafické programovací rozhraní, které
můžete použít pro vývoj HMI aplikace
ve vývojovém prostředí Windows a pro
následné nasazení výsledné aplikace
na NI TPC. Pro větší názornost můžete
rozdělit architekturu HMI na smyčky
pro navigaci, skenování a zpracování
v pozadí. To je ilustrováno na obrázku 3.
Navigační smyčka obsahuje obra-
zovky HMI a odpovídá za jejich organi-
zaci a přechody mezi nimi. Skenovací
smyčka obsahuje služby Data Engine,
Alarm Engine a ovladače pro komuni-
kaci s hardwarovými vstupy a výstu-
py. Odpovídá za výměnu dat mezi HMI
a kontrolérem stroje a také za sledování
alarmů. Smyčka pro procesy v pozadí
obsahuje všechny ostatní komponenty,
které musejí být prováděny paralelně se
smyčkami pro navigaci a skenování.
Další komponenty v architektuře
HMI interagují s aplikací HMI nepří-
mo. Například webový server i nástroj
Tag Configuration Editor interagují
prostřednictvím podpůrných souborů
(webových stránek, respektive konfigu-
račních souborů).
Navigační smyčka
Tato navigační smyčka je implemento-
vána jako jednoduchý stavový automat,
jenž je vytvořen pomocí smyčky While
Obrázek 3: Architektura HMI v LabVIEW
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/8 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
placená inzerce
a struktury Case.
Každá varianta struk-
tury Case představu-
je jednu obrazovku,
která je při zavolání
zobrazena. Obrázek 4
je příkladem navigační
smyčky.
V tomto příkladě
je použita referenční
knihovna HMI Navi-
gation Engine (HNE), která byla vytvořena pro
účely správy a navigace obrazovek HMI. Více
informací o použití knihovny HNE ve své vlastní
navigační smyčce naleznete v dokumentu HMI
Navigation Engine (HNE) Reference Library.
Obrazovky HMI
Jak již bylo uvedeno výše, navigační smyčka
obsahuje veškeré HMI obrazovky určité aplikace.
Každá obrazovka je tvořena LabVIEW VI, které
bylo vytvořeno pro monitorování a konfiguraci
specifických procesů či podprocesů ve stroji.
Nejběžnějšími prvky na čelním panelu obrazovky
jsou navigační tlačítka, tlačítka pro akce, číselné
ukazatele, grafy, obrázky a dvoustavové ovládací
prvky a ukazatele. Obrázek 5 ukazuje příklad
obrazovky, která obsahuje typickou sadu prvků
čelního panelu.
V blokovém diagramu této obrazovky je pou-
žit typický návrhový vzor producent/konzu-
ment, který je k dispozici v referenční knihovně
Asynchronous Message Communication (AMC)
a používá se pro implementaci uživatelského roz-
hraní s dobrou reakcí a řízením prostřednictvím
událostí. Na obrázku 6 je ukázka blokového dia-
gramu obrazovky, která používá tento návrhový
vzor z AMC.
Ukazatele alarmů
Na obrázku 3 je ukazatel alarmů zahrnut do navi-
gační smyčky. Důvod je ten, že ukazatel alarmu
je obvykle speciální typ HMI obrazovky, který
slouží k zobrazení aktuálních i historických alar-
mů. Dalším běžným způsobem zobrazení alarmů
je alarmová patička. Alarmová patička je jedno-
řádkový ukazatel, který se přidává na spodní
stranu jakékoli obrazovky.
Referenční knihovna Touch Panel Alarm
Engine (TAE) byla vytvořena pro monitorování,
zaznamenávání a zobrazování aktuálních i his-
torických alarmů. Nainstaluje paletu pojmeno-
vanou Display Alarms pod User Libraries»TAE.
Tato paleta má API pro přístup, formátování
a zobrazování nejnovějších aktivních i historic-
kých alarmů na HMI obrazovkách. Více infor-
mací o použití TAE k tvorbě ukazatele alarmů
naleznete v dokumentu Touch Panel Alarm
Engine (TAE) Reference Library.
Skenovací smyčka
Skenovací smyčka je implementována jako sek-
vence procesů, které jsou vykonávány cyklicky
s určitou frekvencí. Mezi konkrétní zahrnu-
té procesy patří služby Data Engine a Alarm
Engine. Na obrázku 7 vidíte příklad skenovací
smyčky.
V tomto příkladě je pro implementaci služby
Data Engine použita referenční knihovna CVT
Client Communication (CCC) a pro implemen-
taci služby Alarm Engine je použita referenční
knihovna Touch Panel Alarm Engine (TAE).
Knihovna CVT Client Communication
(CCC)
Referenční knihovna CVT Client Communicati-
on (CCC) vám pomáhá se sdílením nejnovějších
hodnot tagů mezi HMI a kontrolérem stroje tak,
aby HMI mělo vždy nejnovější data z kontroléru
stroje a naopak. Knihovna CCC tyto nejnovější
hodnoty přijímá a aktualizuje lokální službu Tag
Engine v HMI, takže data jsou k dispozici pro HMI
aplikaci. Na obrázku 8 vidíte, jak implementovat
CCC ve skenovací smyčce HMI.
Obrázek 4: Příklad
blokového diagramu
navigační smyčky
Obrázek 5: Obrazovka HMI (čelní panel LabVIEW VI) Obrázek 6: Ukázka blokového diagramu obrazovky s použitím návrhového vzoru AMC
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 9
Knihovna Touch Panel Alarm Engine (TAE)
Referenční knihovna Touch Panel Alarm Engine
(TAE) vám pomáhá monitorovat, zaznamenávat
a zobrazovat alarmy díky porovnávání aktuál-
ních hodnot tagů s různými podmínkami pro
alarmy. Když je detekován alarm, je tag přidán
do globálního seznamu alarmů, je klasifikován
jako aktivní alarm a následně zapsán na disk.
Když hodnota tagu přestane plnit podmínky pro
vznik alarmu, stane se z něj historický alarm.
Knihovna TAE by měla být spuštěna poté, co
jsou aktualizovány hodnoty všech sledovaných
tagů. Proto je ideálním umístěním pro TAE
skenovací smyčka. Na obrázku 9 vidíte příklad
toho, jak do své skenovací smyčky můžete při-
dat TAE.
Knihovna Current Value Table (CVT)
Jak bylo uvedeno výše, služba Tag Engine je
mechanismus používaný několika procesy pro
ukládání a čtení aktuálních hodnot tagů z jaké-
hokoli místa v HMI aplikaci. Tento mechanismus
implementuje knihovna Current Value Table
(CVT). CVT tvoří centrální úložiště pro data všech
tagů v rámci HMI a poskytuje API pro snadný
přístup k těmto datům. Jak CCC, tak TAE spo-
léhají na CVT při odesílání a příjmu aktualizova-
ných hodnot tagů. Více informací o použití CVT
pro implementaci služby Tag Engine naleznete
v dokumentu Current Value Table (CVT) Refe-
rence Library.
Tag Configuration Editor
Tag Configuration Editor je podpůrný nástroj,
který pomáhá s vytvářením a konfigurací tagů.
Jelikož předkládaná implementace architektury
HMI používající LabVIEW Touch Panel Module
závisí na tazích, byl vytvořen Tag Configuration
Editor specifický pro výše uvedené referenční
knihovny.
National Instruments
(Czech Republic), s. r. o.
Dělnická 12
17000 Praha 7 -
Holešovice
Česká republika
Tel.: +420 224235774
Fax: +420 224235749
E-mail: ni.czech@ni.com
http://czech.ni.com
CZ: 800267267
SK: 00800182362
placená inzerce
Obrázek 9: VI TAE Alarm Engine uvnitř skenovací smyčky
Obrázek 8: CCC uvnitř skenovací smyčky HMI
Obrázek 7: Ukázka blokového diagramu skenovací
smyčky
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/10 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
P
rávě teď je období roku, kdy oddělení
IT vyhlížejí revoluční technologie, aby
mohla plánovat nákupy, systémové
změny a organizační restrukturaliza-
ce. Výrobní oddělení IT se zajímají o revoluční
technologie také proto, že často trvá dlouho,
než se pro ně připraví podpora, a protože firmy
nechtějí investovat do něčeho, co budou muset
za pár let likvidovat. Možná vás to překvapí, ale
novou revoluční technologii pro IT ve výrobě
možná právě držíte v ruce. Je odpovědí na pro-
blém, jak získat jakékoli informace, a to kdekoli
a kdykoli. Máme ji již dnes, pokud za „kdeko-
li“ považujeme místo před obrazovkou počíta-
če. Avšak provozní pracovníci jsou neustále
v pohybu, sledují proces a naslouchají mu.
Revoluční technologií pro IT ve výrobě
mohoubýtchytrételefonydruhégenerace.
Dnešní chytré telefony nahrazují nejen
tradiční telefony, fotoaparáty, GPS
zařízení a další specializovaná zaří-
zení, která ani nelze všechna vyjme-
novat. V kombinaci s přídavnými
senzory se chytrý telefon stává
nástrojem pro lékařskou ana-
lýzu, analýzu elektronických
signálů a analýzu infračervené-
ho snímání, abychom jmenovali
alespoň některé aplikace. Současná
generace obsahuje čipové sady a aplikace
první generace. Chytré telefony budoucnosti
budou mít vyšší výpočetní výkon. Společnost
Intel nedávno oznámila prototyp 48jádrové čipo-
vé sady pro chytré telefony. Pokrok v oblasti
technologií polovodičů přinese vyšší úložnou
kapacitu až několika terabajtů lokálních dat.
Představte si tento výpočetní výkon v kombinaci
s rozpoznáváním hlasu a kontextovou analýzou
technologie Apple Siri (www.apple.com/ios/siri)
a se znalostní sítí IBM Watson (www.ibm.com/
Watson) v zařízení, které se vejde do dlaně. Soft-
ware a hardware vytvoří revoluční zařízení, jež
zajistí „situační povědomí“.
V dnešní době vyžaduje mnoho systémů ope-
rátora ve smyčce, aby detekoval a řešil problé-
my, protože je nemožné naprogramovat reak-
ce na všechny možné situace, k nimž může
u klasických řídicích systémů dojít. Revoluční
zařízení budou schopna rozpoznat, co se děje
ve vašem úseku nebo závodě, a určit, kdy situace
již není normální, ale dosud nedošlo k alarmu.
Informace pro toto povědomí mohou pochá-
zet z tradičních fixních senzorů, nebo dokonce
z naslouchání neobvyklým zvukům na člověkem
neslyšitelných frekvencích. Revoluční zařízení
budou mít funkčnost videa, takže budou moci
hledat abnormální stav ve viditelném, infračer-
veném a ultrafialovém světelném spektru. Tato
zařízení se stanou skutečnými operátorskými
asistenty, kteří neustále sledují a naslouchají
neobvyklým podmínkám.
Existují kroky, které byste měli podniknout,
abyste byli připraveni na tato revoluč-
ní zařízení ve vašich provozech.
Tato zařízení budou nepersona-
lizovaná, podobně jako údržbové
nástroje nebo ruční vysílačky.
Budou přiřazena jednotlivým
pracovníkům a poběží na nich
schválené aplikace. Budete muset
zajistit, aby váš závod měl plné pokry-
tí sítí Wi-Fi nebo 4G. Budete pravděpo-
dobně muset přidat další procesní sen-
zory a mít větší databáze datového skladu
s jemnějším datovým rozlišením (méně
filtrování). Plány závodů budou muset být
doplněny o lokalizační data nebo by každá
lokalita měla být označena 2D čárovými kódy,
aby tato revoluční zařízení mohla získávat rele-
vantní informace na základě lokalizace osoby.
Revoluční technologií pro IT ve výrobě může
být klidně nástup operátorských asistentů
na bázi nadcházející druhé generace chytrých
telefonů. Ty budou neustále bdělé a budou
naslouchat a vyhlížet problémy a vzorce, které
pro operátory nejsou běžně viditelné. Budou
pomáhat řešit problémy, dokumentovat problé-
my a rozhodnutí a ponechají operátorům volné
ruce k tomu, aby mohli provádět práci přináše-
jící přidanou hodnotu. ce
Dennis Brandl je prezident společnosti BR&L
Consulting, která sídlí v Cary v Severní Karolíně,
www.brlconsulting.com. Jeho společnost je
zaměřenanaITprovýrobu.Můžetejejkontaktovat
na e-mailové adrese dbrandl@brlconsulting.com.
Revoluční technologie pro výrobu už je tady. Všimli jste si toho? Operátorský asistent
na bázi chytrých telefonů druhé generace a softwarových možností pro zajištění situačního
povědomí bude „vždy bdělým“ zrakem a sluchem operátorů a bude naslouchat a dívat se
po problémech a vzorcích, které nejsou pro operátory běžně patrné.
Revoluce, kterou máte v ruce
TECHNOLOGIETIT & technika
Dennis Brandl
BR&L Consulting
jsou neustále
uchají mu.
ve výrobě
generace.
jí nejen
GPS
zaří-
me-
mi
li
asná
abyste b
nín
TT
B
pr
sch
zajist
tí sítí W
dobně m
zory a mí
s jemnějš
filtrování).
doplněny o l
„Aplikace
v chytrých
telefonech
budou zrakem
a sluchem
operátorů,
budou jim
pomáhat vidět
vzorce a řešit
problémy
a uvolní jim tak
ruce pro práci
s přidanou
hodnotou.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/placená inzerce
Elektronický obchod
e-commerce společnosti
DISTRELEC šitý
zákazníkovi na míru
Společnost DISTRELEC, distributor elektroniky a počí-
tačového příslušenství, vám nyní nabízí řešení zhotovené
přímo na míru. Jedná se o elektronický obchod e-com-
merce.
Stejně jako kvalitní nízkonákladové součástky, které
musejí být pořízeny většinou s poměrně vysokými finanč-
ními investicemi, šetří nyní každý obchodní případ, který je
proveden elektronickou formou, čas i peníze!
DISTRELEC podporuje elektronické transakce od navá-
zání na trh přes webshopy až po váš systém produktového
hospodářství nebo normalizovaná data v katalogu pro váš
e-procurement systém. Podporovány budou: katalogové
formáty (BMEcat, XML, ASCII atd.), klasifikace (e-class,
UN/SPSC aj.) a transakční formáty (např. EDIfact, SAP
ORDERS).
Spolu s obsáhlým výběrem vysoce kvalitních produktů
od 1000 renomovaných výrobců vám společnost DISTRE-
LEC nabízí pestrou škálu produktů z oborů, jako je elek-
tronika, elektrotechnika, měřicí technika, automatizace,
tlakovzdušná zařízení, nářadí a příslušenství.
Jednotlivé výrobní oblasti jsou kontinuálně rozšiřovány
a prohlubovány a osvědčený sortiment je pravidelně dopl-
ňován o nové skupiny výrobků.
Standardní dodací lhůta je 24 hodin, cena za dopravu
zásilky činí 5,50 EUR plus DPH.
Mimo DISTRELEC on-line obchod (www.distrelec.cz)
a různé formy e-commerce naleznete celý program také
v tištěném katalogu zaměřeném na elektroniku a počítačo-
vá příslušenství.
Distrelec Gesellschaft m.b.H
Tel.: 800 14 25 25
Fax: 800 14 25 26
e-mail: info-cz@distrelec.com
www.distrelec.cz
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/12 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
UPDATEUtechnologický
D
okonce i občasný návštěvník naše-
ho oboru si brzy uvědomí, že exis-
tuje mnoho standardů a protokolů
pokrývajících různé aspekty hard-
waru, softwaru a pracovních postupů. Týkají se
bezpečnosti, komunikace, rozměrových formátů
a nejrůznějších souvisejících prvků. Je těžké si
život bez nich představit, protože tyto standardy
zajišťují vzájemnou kompatibilitu způsobem,
který považujeme za samozřejmý.
Temnou stránkou této situace je stav, kdy dva
konkurenční standardy pokrývají stejnou oblast,
ale nejsou kompatibilní. Učebnicovým příkladem
byly formáty kazet VHS a Beta pro videorekor-
déry. V 70. letech minulého století je vyvinuly
společnosti JVC a Sony a v zásadě dělaly přesně
totéž. Pokud jste si tehdy chtěli koupit videore-
kordér, museli jste se rozhodnout pro jeden nebo
druhý standard. Prodejci museli mít k dispozici
oba. Půjčovny kazet držely skladem stejné tituly
v obou formátech. Nakonec však přirozený výběr
vytlačil standard Beta z trhu.
Tento příběh se v průmyslu mnohokrát opako-
val. Mnoho produktů a protokolů skončilo spo-
lečně s kazetami Beta na smetišti dějin. Zároveň
se však v různých oblastech objevovaly četné
snahy urovnat rozdíly mezi soupeřícími standar-
dy a vytvořit něco nového, co by zahrnovalo obojí.
Tyto snahy jsou často vedeny skupinami uživate-
lů nebo i výrobců, kteří mají zájem na odstranění
nesmyslné redundance. Konečným cílem těchto
aktivit je vypracovat řešení, které by bylo zpětně
kompatibilní se zařízeními z obou táborů. Toto
může často být velkou technickou výzvou.
Nejnovějším pozitivním příkladem je vypra-
cování FDI ve snaze přemostit propast mezi
platformami pro integraci zařízení FDT/DTM
a EDDL. Navzdory technickým odlišnostem mezi
těmito dvěma koncepcemi dokázala skupina
autorů vytvořit nový přístup, který umí pracovat
s oběma. Když dodavatelé implementují nový
standard, uživatelé nebudou muset volit mezi
jedním či druhým, anebo ještě hůře, tj. dupliko-
vat své úsilí a podporovat obojí.
Další oblastí, kde by určitá shoda byla pro-
spěšná, je bezdrátová komunikace provozních
zařízení. V článku časopisu Control Enginee-
ring v roce 2010 se Herman Storey, konzultant
procesního průmyslu a místopředseda výboru
ISA100, zastával uživatelů: „Uzavřené technolo-
gie omezují možnosti uživatelů vybrat si ten nej-
lepší systém, nejlepší provozní zařízení pro danou
aplikaci a tu nejlepší integraci systému a provoz-
ních zařízení s přijatelnými náklady na technické
zajištění. Uzavřené technologie mohou nabízet
atraktivní funkce, když běží v jednododavatel-
ském prostředí, avšak nevýhodou těchto funkcí je
jejich nemožnost obecné použitelnosti a trvalosti.
Uživatelé chtějí kompatibilní produkty a systémy
na bázi standardů. Kompatibilita vyžaduje vel-
kou míru podpory, ale vyplatí se v podobě lepší
správy rizika pro dodavatele a uživatele. Uživatelé
nyní požadují kompatibilní řešení (schopnost
volně kombinovat dodavatele) pro technologie
průmyslové bezdrátové techniky.“
Bohužel někdy tyto snahy o propojení nebývají
úspěšné. V prosinci 2012 rozpustil výbor ISA100
svůj podvýbor ISA100.12 zabývající se sbližo-
váním standardů ISA100.11a a WirelessHART
s ohledem na bezdrátovou procesní přístrojovou
techniku. I když jsou tyto dvě platformy podob-
né, neobjevilo se žádné ideální technické řešení,
které by dokázalo pracovat s oběma. Pracovní
skupina se rovněž potýkala s nekooperativními,
odlišnými přístupy zástupců dodavatelů.
Rozpuštění této skupiny neznamená, že je
s těmito aktivitami konec. Pokračuje v nich jiná
organizace, a to Heathrow Wireless Convergen-
ce Team, otevřená zájmová skupina zaměřená
na vytvoření jednotného komunikačního stan-
dardu pro bezdrátové sítě provozních zařízení
v procesním průmyslu. Technický vývoj pod
touto vlajkou pokračuje a nyní se k původním
dvěma přidal i čínský protokol WIA-PA. Za touto
snahou je kritické množství uživatelů, dodavate-
lů a akademických institucí, což přináší naději
pro jeho širokou podporu. Tvorba standardů je ze
své podstaty pomalým procesem, který se musí
dále přesunout na výrobce, aby standard přijali.
Deset let je obvyklá doba od vytvoření standardu
k dostupnosti produktů pro uživatele na trhu.
Při spojení sil a troše technického štěstí snad
tento standard získá ztracené území. ce
Peter Welander je obsahový ředitel časopisu
Control Engineering, pwelander@cfemedia.com.
Vzájemně si konkurující standardy a protokoly často pokrývají stejné území, ale nejsou
kompatibilní, ke škodě konečných uživatelů. Někdy je však možné sblížit je dohromady
a dodavatelům i uživatelům tak usnadnit život.
V áj ě i k k jí í t d d t k l č t k ý jí t j é ú í l
Sbližování technologií standardů
pro automatizaci
Peter Welander
Control Engineering
„Konečným
cílem těchto
aktivit je
vypracovat
řešení, které
by bylo zpětně
kompatibilní
se zařízeními
z obou táborů.
To může často
být velkou
technickou
výzvou.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/Micro-Epsilon představuje novou
řadu konfokálních snímačů vzdá-
lenosti confocalDT IFS2405. Nové
snímače mají vyšší citlivost a při-
nášejí významné výhody při měření
tmavých povrchů.
Pro použití v průmyslové automati-
zaci je důležité výrazné zvýšení odstu-
pu snímače od materiálu až do 100 mm
a rozšíření tolerance vychýlení osy sondy
od pravého úhlu oproti měřenému objek-
tu. Snímače IFS2405 se vyrábějí s měřicí-
mi rozsahy od 0,3 do 30 mm. Odstup, tedy
začátek měřícího rozsahu, začíná od 6
do 100 mm od kraje snímače. Rozlišení je
od 10 nm a přesnost začíná na 300 nm.
Významné je zvýšení tolerance úhlu
náklonu snímače. Například pro měřicí
rozsah 10 mm a odstupovou vzdálenost
50 mm je to až +/- 17°. Snímač je k řídi-
cí jednotce připojen optickým vláknem,
běžná délka je 3 m. V nabídce jsou také
délkyaž50m,navyžádáníidelší.Samotné
sondy mohou být umístěny v explozivním
prostředí. Pro použití snímačů IFS240x
ve vakuu dodává Micro-Epsilon origi-
nální průchodky. Pro měření
ve stísněných prostorech jsou
vhodné snímače s průměrem
4 mm, které se vyrábějí také se
snímáním v radiálním směru
(například pro měření vnitřního
profilu děr).
Snímače řady IFS2405
jsou nabízeny spolu s novou
vyhodnocovací jednotkou
IFC2451/2471. Tento kontro-
lér zabezpečuje výborné odděle-
ní užitečného signálu od šumu
a dosahuje rychlosti měření
až 10 kHz s osvětlením LED
nebo 70 kHz s xenonovým zdro-
jem světla. Nový typ CCD sníma-
če vykonává rychlou kompenzaci
úrovně signálu v průběhu měření
na různých materiálech. Novým
způsobem mechanického upevnění
prvků v měřicím řetězci dosahuje
systém IFC2451/2471 vyšší přes-
nost měření.
Řídicí jednotka se konfiguru-
je přes vestavěné webové rozhraní
a uživatel má k dispozici řadu mož-
ností: Ethernet, EtherCAT, RS422,
analog, alarmové stavové signály atd.
Bezúdržbový a stabilní
Konfokální princip měření vzdálenosti
je bezúdržbový a dlouhodobě stabilní.
Je vhodný pro aplikace vyžadující vyso-
kou přesnost. Snímače řady confocalDT
IFS2405 se používají také na měře-
ní tloušťky transparentních materiálů,
přičemž na měření stačí jeden snímač
z jedné strany materiálu. Signál z obou
hran materiálu se vyhodnocuje v jednom
okamžiku, čímž odpadá starost o syn-
chronizaci, která je nutná při použití
dvou snímačů. Díky softwaru s funkcí
MULTIPEAK dokáží konfokální systémy
Micro-Epsilon změřit najednou několik
vrstev, což je typické například pro dis-
pleje mobilních telefonů apod. Konfokální
snímače se používají při výrobě obrazovek
televizorů a monitorů, displejů mobilních
telefonů, skla, fólií, v medicíně a při růz-
ných výzkumných a vývojových úlohách.
Václav Zárybnický, MICRO-EPSILON
Czech Republic, spol. s r. o.
Přesné konfokální snímače
vzdálenosti
placená inzerce
VZDÁLENOSTI
MICRO-EPSILON Czech Republic
391 65 Bechyně · Tel. +420 381 213 011
info@micro-epsilon.cz
MĚŘENÍ
www.micro-epsilon.cz
INFORMUJTE SE NYNÍ!
Konfokální chromatické
senzory pro měření
odstupu a tloušťky
Rozlišení v řádu nanometrů
Malý a konstantní měřicí bod od 7 μm
Měření nezávislé na typu povrchu,
vhodné také pro zrcadlo a sklo
Standardní senzory ø 27 mm,
také pro jednostranné měření tloušťky
Celosvětově nejmenší miniaturní
senzory (ø 4 mm) s axiálním nebo
radiálním paprskem,
ideální pro vrtané díry
a prohlubně
n
j
č
ú
n
z
p
s
n
j
a
n
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/14 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 15
Vítězové šestého ročníku ankety o český a slovenský
Produkt roku
Produkt roku 2012 proťal cílovou pásku
Aplikační a programovací software
DYNSIM 5.0
Invensys Operations Management
Měřicí technika a senzory
NI PXIe-5644R Vector Signal Transceiver
National Instruments (Czech Republic), s. r. o.
Motory, pohony a polohování
MELSERVO MR-J4
Mitsubishi Electric Europe B.V. – org. složka
Roboty a manipulátory
UR10
Universal Robots A/S
Rozhraní člověk-stroj (HMI) a průmyslová PC
Magelis GTO
Schneider Electric CZ s. r. o.
Řízení procesů a pokročilé řízení
APROL EnMon
B+R automatizace, spol. s r. o.
Řízení strojů a zabudované řízení
NI sbRIO-9636
National Instruments (Czech Republic), s. r. o.
Síťový a komunikační hardware a software
Talk2M
eWON
PRODUKT ROKU 2012
Ve čtvrtek 21. března 2013 se v rámci doprovodného
programu veletrhu AMPER uzavřel „závod“ na poli nej-
úspěšnějších Produktů roku 2012. Ty musely obstát
v trojboji, který sestával z disciplín: inovace, užiteč-
nost a technologický vliv na průmyslovou automatiza-
ci. Při slavnostním vyhlašování zvítězilo za časopisy
Control Engineering Česko a Řízení a údržba průmys-
lového podniku celkem šestnáct produktů.
Koncepce letošního vyhlašování se od minulých ročníků
výrazně proměnila. Zatímco v dřívějších letech se vyhlašo-
vání mohlo jevit jako nudné, neboť mu byli přítomni pouze
výherci, letos byli přizváni všichni účastníci ankety. Nikdo
z přítomných zástupců přihlášených produktů tak do posled-
ní chvíle netušil, jak právě ten „jejich“ favorit ve čtenářské
anketě obstál.
Ve sportovních kláních jsou vždy vítězové, nebo poražení.
Cílovou pásku může protnout jen ten nejrychlejší, terč může
přesně trefit jen ten nejpřesnější. Čtenářská anketa Produkt
roku však svým dopadem dokládá, že „nebojuje“ na spor-
tovním poli. Situace v ekonomice, průmyslu a tedy i ve vědě
a vývoji není vždy v České republice taková, jak by si mnozí
přáli. Proto je vždy důležité poukazovat na novinky vstupující
na trh, což ve svých proslovech zmiňovali i někteří výherci.
Doufejme, že podobně hojná účast v oblasti inovativních prů-
myslových produktů nás čeká i za rok…
Již šestého ročníku ankety se za časopis Control Enginee-
ring Česko zúčastnilo celkem 36 produktů v osmi soutěžních
kategoriích. V následujícím přehledu přinášíme souhrn
vítězných produktů, včetně reakcí zástupců jednotlivých
společností:
Aplikační a programovací software
Invensys Operations Management
DYNSIM 5.0
„Za společnost Invensys Operations Management bych si
dovolil poděkovat čtenářům časopisu Control Engineering
Česko, kteří poznali, v čem tkví kvalita produktu DYNSIM.
Je to už pátá verze produktu, který slouží k modulování
simulací procesů, zejména v chemických procesech nebo
rafinériích, ale i v jiných technologiích. Ušetří spoustu
peněz při následné realizaci při návrhu, nemusí se nic pře-
dělávat, až když je postaveno. Předělává se už „na papíře“
nebo „v počítači“ – ještě před tím, než se vůbec navrhne.
Celý návrh se verifikuje a vyzkouší ještě před tím, než se
do projektu zakoupí jediný šroubek,“ řekl Roman Hřib,
zástupce společnosti Invensys.
Měřicí technika a senzory
National Instruments (Czech Republic), s. r. o.
NI PXIe-5644R Vector Signal Transceiver
„Jménem společnosti National Instruments Czech Repub-
lic bych chtěl poděkovat za ocenění. Řekl bych, že Vector
Signal Transceiver naší společnosti je opravdu inovativní.
Kdybych měl v jedné větě shrnout, o co se jedná, jde vlast-
ně o novou kombinaci VSA, VSG, FPGA a Digital I/O. To je
ve stručnosti popis toho, oč jde – výrobek slouží pro testování
vysokofrekvenční techniky. Uživatel jej může upravit podle
své potřeby, buď je používá jako hotový produkt, nebo může
jakoukoli část výrobku upravit pomocí programovacího soft-
waru,“ hrál si se zkratkami Rostislav Halaš ze společnosti
National Instruments.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/16 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
PRODUKT ROKU 2012
Motory, pohony a polohování
Mitsubishi Electric Europe B.V. – org. složka
MELSERVO MR-J4
„Jménem společnosti Mitsubishi Electric bych rád poděko-
val čtenářům časopisu Control Engineering Česko za cenu. Na
vítězný produkt se mohli přijít podívat zájemci také na náš stá-
nek na AMPERu, kde je vystavena jeho již několikátá řada, v níž
jsme dbali zejména na to, abychom ušetřili u permanentních
magnetů. U servomotorů je až dvacetiprocentní úspora perma-
nentního magnetu, čímž se právě tento servopohon stává velice
konkurenceschopným,“ uvedl zástupce společnosti Mitsubishi.
Roboty a manipulátory
Universal Robots A/S
UR10
„Roboty společnosti Universal Robots mají tu unikátní
vlastnost, že doposud jako jediné v oblasti průmyslového
nasazení mohou přímo spolupracovat s lidmi. To znamená,
že mohou nahrazovat lidskou obsluhu zařízení. Díky dánské
společnosti Universal Robots se roboty prostřednictvím naší
liberecké společnosti Exactec dostávají k českým uživatelům
a do českých podniků,“ řekl Ladislav Myšák ze společnosti
Exactec, distributora dánské společnosti Universal Robots.
Rozhraní člověk-stroj (HMI) a průmyslová PC
Schneider Electric CZ s. r. o.
Magelis GTO
„Děkuji za cenu a za důvěru čtenářů časopisu Control
Engineering Česko. Chtěl bych říct, že je vždy pro mě čest
a velká událost, když firma na trh uvede nový výrobek. V sou-
časné době vidíme, jaká je situace a že peníze na vývoj nejsou
úplně ideální. Takže je dobré pozorovat, že existuje celá řada
nových produktů tohoto i jiného typu do automatizace. Co
se týče produktu Magelis GTO – jde o kompletní novou řadu
operátorských panelů, které se hodí do tří základních oblastí.
Je to procesní řízení, tzn. implementace operátorského roz-
hraní, operátorských dotykových panelů do procesu, druhou
oblastí je řízení strojů různého typu a třetí oblast je univer-
zální, vhodná pro různé typy použití,“ sdělil Michal Křena ze
společnosti Schneider Electric.
Řízení procesů a pokročilé řízení
B+R automatizace, spol. s r. o.
APROL EnMon
„Za naši společnost bych rád poděkoval, že jsme měli mož-
nost dostat se až na toto pódium. Mohou za to především
čtenáři. Produkt EnMon je hotové řešení pro monitorování
energetických parametrů – nejenom elektrické energie, ale
i všech ostatních energií, které můžeme v průmyslových proce-
sech potkat. Na rozdíl od komponentů, které jsme přihlašovali
v minulosti, se jedná o zcela hotové řešení použitelné z krabice.
Je do něj implementována i norma ISO 50001. Jenom bych
poznamenal, že APROL EnMon má i svého bratra – APROL
ConMon; ten slouží k monitorování kondice mechatronických
záležitostí ve výrobě,“ naznačil Jan Ohřál, ředitel společnosti
B+R automatizace.
Řízení strojů a zabudované řízení
National Instruments (Czech Republic), s. r. o.
NI sbRIO-9636
„Ještě jednou jménem společnosti National Instruments
děkuji, jsem rád, že se práce na přípravě podkladů pro tuto
soutěž vyplatila… Jenom stručně o platformě single-board
RIO – jedná se o real-time kontrolér, který může sloužit k říze-
ní procesů, měření akvizice dat a ukládání dat. Jeho výhoda
spočívá v tom, že je přímo na desce umístěno hradlové pole,
které se dá programovat pomocí našeho softwaru NI Lab-
VIEW, takže je docela často používané v aplikacích pro pračky
nebo různou spotřební elektroniku či pro hi-tech aplikace,“
uvedl ve svém druhém projevu Rostislav Halaš.
Síťový a komunikační hardware a software
eWON
Talk2M
„Za celou společnost mnohokrát
děkuji za toto ocenění. Jsem velmi
ráda, že tady můžu reprezentovat
naši společnost. Talk2M, jak již asi
víte, je řešení pro průmyslové routery.
Ráda bych také poděkovala našim
partnerům – společnosti FOXON
a slovenskému distributoru – Cont-
rol System, kteří se na tomto ocenění
výrazně podíleli,“ poděkovala Ouliana
Nikolaeva ze společnosti eWON.
Podrobnější informace o vítězných
produktech naleznete na následují-
cích stranách časopisu.
Zajímá vás, jak dopadla čtenářská
anketa za časopis Řízení a údržba
průmyslového podniku? Listujte dub-
novým vydáním, nebo prohlížejte
webové stránky www.udrzbapodni-
ku.cz.
d
r
n
v
R
p
a
r
v
N
p
c
Z
a
p
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 17
PRODUKT ROKU 2012PAPLIKAČNÍ A PROGRAMOVACÍ SOFTWARE
Software DYNSIM Power validuje ovládací prvky
a školí operátory na novém systému DCS
Modernizace simulátoru a systému DCS
Elektrárna společnosti Intermountain Power Service Corpora-
tion (IPSC) poblíž města Delta, ve státě Utah, byla postavena
na počátku 80. let minulého století a součástí projektu byl
vývoj simulátoru s pevným panelem pro školení operátorů,
kteří měli jen malé nebo žádné zkušenosti s provozováním
elektráren na fosilní paliva. Postupem času tento simulátor
přestal pro školení operátorů stačit, protože predikce modelu
začaly být výrazně jiné než skutečné reakce elektrárny. Také
stávající software simulátoru byl zastaralý a už jej nebylo
možno udržovat, protože původní dodavatel již přestal existo-
vat. Bylo rozhodnuto v rámci projektu modernizace systému
DCS simulátor nahradit.
Výzvy a obavy v elektrárně IPSC
Vzhledem k pouze čtyřtýdennímu časovému oknu pro zastave-
ní elektrárny, instalaci nového systému DCS a spuštění elek-
trárny, by se jakékoli zpoždění odrazilo na tržbách. Jakákoli
větší ušlá produkce elektrické energie by mohla ohrozit ekono-
mické přežití elektrárny. Tak jako u všech velkých modernizací
závodů jsou s projektem spojena rizika. V tomto případě by
chyby řídicího systému, i malé, mohly zpozdit spuštění jednot-
ky a její návrat do provozu. V extrémních případech by mohly
chyby řídicího systému způsobit katastrofické poškození zaří-
zení. Další obavou bylo chybování operátorů. Jednou z největ-
ších změn byla instalace systému DCS na bázi obrazovek CRT
a odstranění stávajícího ovládacího panelu. To představovalo
velkou výzvu, zejména pro zkušené operátory, kteří byli dlouho
zvyklí na stávající systém. Realizace simulátoru byla odůvod-
něna zamezením rizika. Vzhledem k ušlým tržbám za výrobu
elektrické energie, které by představovaly přes 1000000 dola-
rů denně, by zachránění několika dnů neplánovaného výpad-
ku více než zaplatilo náklady na simulátor, validaci řídicího
prvku a školení operátorů.
Avšak pro dosažení tohoto cíle bylo nutné, aby simulá-
tor přesně replikoval skutečné dynamické chování operací.
Ve společnosti IPSC věděli, že špatný simulátor by nejen
vyvolal pochybnosti o integritě řídicího systému, ale také by
způsobil ztrátu důvěry operátorů ve školicí program.
Řešení pro simulaci dynamického procesu
V elektrárně IPSC zvolili simulační řešení DYNSIM®
Power
společnosti Invensys Operations Management, která zahrnuje
simulátor DYNSIM s prostředím SIM4ME®
. DYNSIM Power je
komplexním simulačním programem dynamického procesu,
který využívá metod základních zákonů a důsledných termo-
dynamických dat pro poskytování přesných a spolehlivých
výsledků. Software DYNSIM-Power standardně nabízí mož-
nosti analýzy technického zajištění a funkce školení operátorů,
jako jsou počáteční podmínky FREEZE (zmrazit), RUN (spus-
tit), PAUSE (pozastavit) a SAVE/RESTORE (uložit/vyvolat).
Tento software a integrované rozhraní pro budování modelu
a grafické rozhraní (GUI), které byly použity pro vytvoření
modelů kotle, turbíny a vyvažování elektrárny, je implemento-
ván v 70 simulátorech elektráren na fosilní paliva. Validační
testování procesního modelu, využívajícího data přijatá z elek-
trárny před instalací nového řídicího systému, potvrdilo static-
ké a dynamické chování.
Uživatelské prostředí programu DYNSIM je intuitivní,
uživatelsky přívětivé a funkční. Je navrženo s přístupem
zaměřeným na model a umožňuje společnosti Invensys
rychle napojovat řešení simulátoru DCS třetích stran
a seskupovat procesní modely, řídicí prvky DCS a grafické
uživatelské rozhraní DCS dohromady pro vytvoření kom-
pletního systému.
Architektura programu DYNSIM podporuje akceptování
opakovaných stahování konfigurace řídicího systému bez
nutnosti opakovaného kompilování a navazování. Pracovníci
elektrárny IPSC specifikovali simulátor s virtuální stimulací,
kde skutečný software DCS běží v emulovaných řídicích prv-
cích DCS, čímž se snižují náklady na hardware a simulátor
přesto využívá skutečný řídicí software DCS. V elektrárně
IPSC navíc začali vývoj simulátoru dostatečně dlouho před
instalací systému DCS, aby zajistili dostatek času na testo-
vání logiky DCS a školení operátorů.
„Po čtyřtýdenní plánované odstávce jsme inicializovali
spuštění jednotky a vše šlo hladce. Vděčíme za to závěrečné
kontrole řídicích prvků a předběžnému vyladění na simulá-
toru před spuštěním. Bylo to velkým přínosem. Simulátor se
zaplatil už jen díky kontrole systému DCS,“ uvedl Bill Morgan,
projektový manažer projektu DCS společnosti Intermountain
Power.
Výsledky a přínosy
Řešení společnosti Invensys umožnilo elektrárně IPSC spl-
nit její cíle tím, že zajistilo plné kontrolování řídicího systému
a vyškolení operátorů ještě ve fázi před spuštěním systému
DCS. Tím se zabránilo zpožděním a/nebo zbytečným odstáv-
kám, zvýšila se sebedůvěra a spokojenost operátorů, omezilo
riziko souběžného poškození zařízení, přičemž funkčnost je
vyšší, používání je snadnější a náklady na budoucí údržbu
jsou nižší než u původního simulátoru.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/18 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
PRODUKT ROKU 2012 MĚŘICÍ TECHNIKA A SENZORY
Vektorový signálový transceiver NI PXIe-5644R
– další revoluce z dílny National Instruments
Vektorový signálový transceiver (VST) je novou třídou
přístrojové techniky, která v sobě kombinuje vektorový
signálový generátor (VSG) a vektorový signálový analy-
zátor (VSA) se zpracováním a řízením signálu v reálném
čase na bázi pole FPGA. Světově první VST od společnos-
ti National Instruments rovněž nabízí uživatelsky pro-
gramovatelné pole FPGA, které umožňuje přímou imple-
mentaci vlastních algoritmů do hardwaru přístroje.
V posledních několika desetiletích jsou stále oblíbenější
softwarově definované RF testovací systémy. Téměř každý
komerčně dostupný automatizovaný RF testovací systém
dnes využívá aplikační software pro komunikaci prostřed-
nictvím rozhraní sběrnice s přístrojem. Protože jsou aplikace
RF stále složitější, technici neustále čelí dilematu, jak dosáh-
nout zvyšování funkčnosti bez prodlužování doby testování
a tedy i nákladů na testování. I když algoritmy měření testů,
rychlosti sběrnice a rychlosti CPU zkrátily doby testování,
jsou zapotřebí další zlepšení pro řešení neustálého zvyšování
složitosti RF testovacích aplikací.
Pro řešení potřeby rychlosti a flexibility se v komerčně
dostupných RF testovacích přístrojích zvýšilo využívání pro-
gramovatelných hradlových polí (FPGA). Na vysoké úrovni
jsou pole FPGA programovatelnými křemíkovými čipy, které
můžete nakonfigurovat pro implementaci funkčnosti vlastní-
ho hardwaru prostřednictvím softwarového vývojového pro-
středí. I když jsou pole FPGA v RF přístrojové technice dobrým
prvním krokem vpřed, obvykle jsou tato pole FPGA uzavřená
s pevně daným charakterem s ohledem na specifické účely
a umožňující jen malé přizpůsobení. A zde mají uživatelsky
programovatelná pole FPGA výraznou výhodu před uzavře-
nými poli FPGA s pevně daným charakterem. S uživatelsky
programovatelnými poli FPGA si můžete přizpůsobit váš RF
přístroj až na úroveň jednotlivých kolíků, aby byl specificky
cílený na potřeby vaší aplikace.
Software NI VST je postaven na výkonné architektuře
LabVIEW FPGA a NI RIO a nabízí mnoho výchozích bodů pro
vaše aplikace, včetně aplikačního IP, referenčních návrhů,
příkladů a vzorových projektů platformy LabVIEW. Všechny
tyto výchozí body nabízejí výchozí charakteristiky polí Lab-
VIEW FPGA a předem vytvořené bitové soubory FPGA, které
vám pomohou rychle začít. Bez těchto předem připravených
možností, produktivity platformy LabVIEW a dobře navržené
architektury aplikací/firmwaru, by softwarový charakter VST
byl pro mnoho tříd uživatelů náročný. Avšak díky těmto vlast-
nostem přináší nebývalou míru přizpůsobení pro špičkovou
přístrojovou techniku.
Softwarově navrhované přístroje, jako je VST, mohou
rovněž pomoci přemostit propast mezi návrhem a testem,
což testovacím technikům umožňuje začlenit nebo validovat
aspekty návrhu ještě před jeho dokončením, přičemž návr-
hářům umožňuje využívat hardware přístrojové třídy k pro-
totypování algoritmů a hodnocení návrhů v dřívějších fázích
návrhového toku.
Nová třída přístrojové techniky
Vektorový signálový transceiver (VST) je novou třídou přístro-
jové techniky, která v sobě kombinuje vektorový signálový
generátor (VSG) a vektorový signálový analyzátor (VSA) se
zpracováním a řízením signálu v reálném čase na bázi pole
FPGA. Světově první VST od společnosti National Instruments
rovněž nabízí uživatelsky programovatelné pole FPGA, které
umožňuje přímou implementaci vlastních algoritmů do hard-
waru přístroje. Tento softwarový přístup umožňuje VST mít
flexibilitu architektury softwarově definovaného rádia (SDR)
s výkonem přístroje třídy RF.
VST je mnohem více než jen neuvěřitelně rychlý a flexibil-
ní analyzátor vektorového signálu a generátor vektorového
signálu. RF přijímač, RF vysílač a uživatelsky programo-
vatelné pole FPGA navíc umožňují, aby VST šel nad rámec
tradiční implementace generátoru a analyzátoru. VST může
být např. uživatelem zcela přepracován tak, aby prováděl
komplexní zpracování pro jiné RF aplikace jako je např. pro-
totypování nových RF protokolů, implementace softwarově
definovaného rádia nebo emulace kanálu.
Popis možného způsobu použití:
VST společnosti NI poskytuje vysokou rychlost měření a malý
rozměrový formát výrobně testovací skříňky v kombinaci
s flexibilitou a vysokým výkonem očekávaným od skříňových
zařízení přístrojové třídy. Proto je vhodný pro širokou paletu RF
měření. VST umí testovat standardy, jako je 802.11ac s ampli-
tudou chybového vektoru (EVM) menší než -45 dB (0,5%) při
5,8 GHz. Navíc vysílání, přijímání, I/Q základního pásma
a digitální vstupy a výstupy sdílejí společné uživatelsky progra-
movatelné pole FPGA, díky čemuž je VST mnohem výkonnější.
Softwarově navrhované přístroje, jako je VST, mohou
rovněž pomoci přemostit propast mezi návrhem a testem,
což testovacím technikům umožňuje začlenit nebo validovat
aspekty návrhu ještě před jeho dokončením.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 19
PRODUKT ROKU 2012PMOTORY, POHONY A POLOHOVÁNÍ
MELSERVO MR-J4 – Nová inovační technologie zvyšuje
bezpečnost, produktivitu a energetickou účinnost
Díky uvedení nové řady MELSERVO MR-J4, spolu
s odpovídajícími polohovacími kartami, pohybovými
moduly a kontroléry pro řízení pohybu, nabízí nyní
společnost Mitsubishi Electric servozesilovač, který
umožní výrobcům strojů a koncovým zákazníkům zvýšit
produktivitu i bezpečnost v rámci výrobního procesu,
přičemž zároveň zaručuje snadnou obsluhu i uvedení
do provozu. Řada MR-J4, která následuje osvědčenou
řadu zesilovačů MELSERVO J3, dosahuje vynikajících
výsledků ve všech kategoriích a poskytuje vyšší výkon
a rozšířenou funkčnost. Cílovými zákazníky společnosti
Mitsubishi Electric jsou v tomto případě výrobci balicích
strojů, otočných stolů s indexací dílů a manipulačních
systémů.
Firma Mitsubishi Electric začlenila do své nové série zesi-
lovačů širokou škálu nových, uživatelsky přívětivých funkcí,
s jejichž pomocí se minimalizují časově náročné a složité ope-
race nutné k sladění mechanických a elektronických systémů.
Systém provádí úpravy sám snadno a rychle pomocí „automa-
tického online ladění“ a automatických „vibračních filtrů”. Tyto
funkce může zákazník využít během uvedení stroje do provozu
i během provozu, což umožní zkrácení doby parametrizace
a zkrácení výrobního cyklu.
Zesilovače mají také diagnostickou funkci, která během
celého životního cyklu produktu sleduje aktuální stav insta-
lovaných komponent, jako například kondenzátorů a relé.
Tato funkce také upozorňuje uživatele a obsluhu na jakékoliv
zhoršení jejich funkčnosti. Odstávky a výpadky se tak stávají
minulostí.
Konstruktéři se také zaměřili na vyřešení požadavků uži-
vatelů na bezpečnost a s ní spojené funkce. Vytvořili modu-
lární architekturu, která na všech zesilovačích řady MR-J4
standardně poskytuje redundantní dvoukanálový vstup STO
(Safe Torque Off). Ten lze ještě doplnit o další volitelný modul,
který poskytuje vstup SS1 (Safe Stop) v souladu s normou
EN 61800-5-2. Systémová konfigurace také podporuje SIL2
(EN62061) a PLd (EN13849-1). Co se týče pokročilejších systé-
mů a nejvyšších úrovní bezpečnosti, jako je podpora pro SS2,
SOS, SLS, SBC a SSM, lze jich dosáhnout použitím zesilovačů
MR-J4 a kontroléru pro řízení pohybu. Díky této flexibilitě
dokážou zákazníci snížit náklady, protože mohou „vyladit“
konfiguraci systému tak, aby splňovala pouze ty bezpečnostní
požadavky, které jsou nutné pro cílovou aplikaci.
Další výhodou ve srovnání s předchozí řadou je vysoká
funkčnost a flexibilita, díky které je možné k zesilovačům
MR-J4 připojit celou řadu motorů. Se servozesilovačem lze
použít rotační i lineární motor a dokonce i přímý rotační motor,
čímž se uživateli zjednoduší sklad náhradních dílů.
Servomotory pro MR-J4 servozesilovače jsou standardně
vybaveny 22bitovými absolutními enkodéry, které poskytují
rozlišení odpovídající více než 4 milionům pulsů za otáčku.
Výsledkem je vynikající rotační přesnost a optimální poloho-
vací přesnost.
Kromě MR-J4-A (analogový, digitální, pulsní) a MR-J3-B
(pohybová síť SSCNET III/H) obsahuje řada MELSERVO J4
společnosti Mitsubishi Electric také další dvě verze dvou a tro-
josých jednotek, které jsou zde nabízeny poprvé. Dvou a trojosé
zesilovače (MR-J4W2B a MR-J4W3B) jsou tudíž kompaktnější
a efektivnější než tři samostatné zesilovače, což snižuje nejen
náklady na energie, ale i emise CO2
a nároky na prostor v roz-
váděči.
Pro nižší výkon v rozmezí od 50 do 750 wattů jsou k dispo-
zici motory řady HG-KR/MR. Maximální krouticí moment se
pohybuje od 0,48 do 7,2 Nm a maximální rychlost je 6000 ot./
min. Řada HG-SR pokrývá střední výkonnostní třídu v rozmezí
od 0,5 do 7 kW s maximálním krouticím momentem 100 Nm.
Všechny motory mají ochranu IP65 nebo IP67 (prachotěsnost
a vodotěsnost), a jsou tedy vhodné pro použití i v těch nejná-
ročnějších podmínkách.
Tato řada je uváděna na trh v 200voltové verzi se servomo-
tory o výkonovém rozsahu od 100 W do 7 kW.
O Mitsubishi Electric
Mitsubishi Electric Corporation má více než 90 let zkušenos-
tí s poskytováním spolehlivých vysoce kvalitních produktů
korporátním i běžným spotřebitelům na celém světě. Je uzná-
vanou přední společností v oblasti výroby, propagace a distri-
buce elektrického a elektronického vybavení používaného pro
zpracování informací a komunikaci, ve vesmírných projektech
a satelitní komunikaci, spotřebitelské elektronice, průmyslo-
vých technologiích, přenosu energií a stavebních zařízeních.
Na konci fiskálního roku k 31. březnu 2012 tato společ-
nost se 117000 zaměstnanci vykázala celkové tržby ve výši
36,3 miliard EUR.
Naše společnost provozuje výzkumná a vývojová centra,
pobočky a výrobní závody ve více než 30 zemích.
Mitsubishi Electric Europe, Factory Automation European
Business Group (FA-EBG) má své sídlo v německém Ratingenu
poblíž Düsseldorfu v Německu.
Je součástí Mitsubishi Electric Europe B.V. a dceřinou
společností stoprocentně vlastněnou Mitsubishi Electric Cor-
poration, Japan.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/20 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
PRODUKT ROKU 2012 ROBOTY A MANIPULÁTORY
Robotický laborant: Případová studie
REPLAC-BM a. s. – tónovací systémy
Rodinná firma Replac-BM
se od svého založení
v roce 1995 věnuje tvor-
bě receptur pro tónování
vodou ředitelných barev
a laboratornímu testová-
ní připravených odstínů.
Mezi obchodní partnery
firmy patří přední světo-
ví dodavatelé tónovacích
pigmentů, odběrateli
jsou prodejci barev z celé
České republiky a mnoha
dalších evropských zemí.
V malebném městečku
Hořice, nedaleko Hradce
Králové můžeme v sídle
firmy spatřit unikátní
výrobně-kontrolní systém. Robotizovaný provoz tvorby
odstínů barev a jejich testování pomocí spektrofoto-
metru.
Zatímco samotní výrobci pigmentových past vytvářejí
nové barevné odstíny ručně v laboratorních podmínkách,
v Replac-BM jsou díky robotizaci provozu schopni namíchat
a otestovat nové vzorky nejen s nižšími náklady, ale především
s daleko vyšší přesností. Výsledkem jsou nové receptury odstí-
nů, u kterých Replac-BM garantuje stoprocentní opakovatel-
nost. To znamená, že odběratel tónovacích pigmentů dokáže
při zachování receptury a otestované základní barvy míchat
pro své zákazníky hotové barvy přesně podle vzorníku. Garanci
přesného odstínu barvy dokáže Replac-BM poskytovat i díky
automatizaci podstatné části svého provozu za pomoci robotů.
Úkoly pro robota (Robotizované úkoly)
Podle Romana Berného, majitele a ředitele Replac-BM, byla
hlavní motivací k pořízení speciálního mikrodávkovače a robo-
ta obsluhujícího tento unikátní stroj a zároveň i spektrofo-
tometr právě snaha o zvýšení kvality – v podobě přesnosti
a spolehlivosti výsledku, tedy barvy s odstínem v přesné části
barevného spektra. „Nechtěli jsme univerzálním robotem
nahradit naše laboranty, ale naopak díky kooperaci robo-
tizovaného pracoviště a našich specialistů pozvednout celý
proces tvorby odstínů na mnohem vyšší úroveň. Toho se nám
daří dosahovat díky razantnímu omezení potenciálních lid-
ských chyb a zvýšení přesnosti výsledku. Právě to je na naší
firmě klíčově unikátní a velmi ceněné našimi zákazníky,“ říká
Roman Berný.
Cesta za dokonalým odstínem barvy začíná v mikrodávko-
vači – na zakázku vyrobeném stroji s karuselem na 32 základ-
ních pigmentů. Robot UR5 od dánské firmy Universal Robots,
vybavený speciálním uchopovačem, založí na vysoce přesnou
váhu pod mikrodávkovač prázdný kelímek, do kterého stroj
namíchá kombinaci pigmentů dle receptury – s přesností
na 0,001 gramu. Když mikrodávkovač nadávkuje pigment,
robot opět uchopí kelímek, odebere jej ze stroje, uzavře víč-
kem a předá jej do podavače, ve kterém se kelímky zakládají
do míchacího stroje. Zde se pak jejich obsah smíchá s plnivem
(bílou základní barvou), čímž vznikne výsledný odstín hotové
barvy.
Další krok v technologickém procesu tvorby nové barvy musí
prozatím ještě obstarávat člověk, protože citlivost lidské ruky je
u některých individuálních činností velmi těžko nahraditelná.
Laborant nanese již namíchanou barvu na kontrastní kartu
přesně v takové vrstvě, jaká bude na výsledném nátěru pou-
žita. Až barva na kartě zaschne, pokračuje ve své práci opět
univerzální robot UR5.
Zatímco dříve musel každou kartu pracovník v laboratoři
vzít, zapsat kód barvy do počítače a přeměřit odstín na spek-
trofotometru, dnes zastane celou práci robot. „Mechanický
laborant – UR5“ automaticky odebírá připravené karty, při-
loží je ke čtečce čárových kódů (pro načtení kódu aktuálního
odstínu) a poté odstín změří spektrofotometrem. Výsledkem
jsou kompletní data ke všem připraveným odstínům zanesená
v počítači.
Univerzální robot při tomto úkonu pra-
cuje zcela samostatně, přibližně desetkrát
rychleji než lidský laborant. Po vyhodnocení
načtených odstínů už specialista na kolo-
ristiku jen zkontroluje naměřené výsled-
ky a řeší případné odchylky mimo stano-
vené limity hodnoty barevného spektra.
Pro porovnání rychlosti lze konstatovat,
že zatímco lidský laborant zvládne za den
vytvořit a otestovat přibližně 12 odstínů
barev, s robotizovanou podporou lze dosáh-
nout až desetinásobně vyššího výkonu!
Pro účely tištěné verze byla tato případová
studie zkrácena. Kompletní verze je dostup-
ná na www.controlengcesko.com
R
s
v
b
v
a
n
M
f
v
p
j
Č
d
V
H
K
f
c
r
n
r
k
v
P
ž
v
b
n
P
s
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 21
PRODUKT ROKU 2012PROZHRANÍ ČLOVĚK-STROJ (HMI) A PRŮMYSLOVÁ PC
Magelis GTO – úspěšná řada terminálů nejen
pro průmysl
Schneider Electric opět získal ocenění v soutěži Pro-
dukt roku – nové dotykové grafické panely Magelis GTO
zabodovaly v kategorii HMI. Řada Magelis GTO navazuje
na inovace malých panelů a přináší řadu zajímavých
pokročilých vlastností.
Ideální platforma pro ovládání a řízení strojů
Magelis GTO již dnes nachází uplatnění v řadě aplikací pro
řízení jednodušších i složitějších jednoúčelových strojů.
Odstupňovaná nabídka – s volbou displejů od 3,5 až po 12,1",
s širokými možnostmi komunikace od USB až po Ethernet
a se zálohováním dat na SD nebo USB flash disk – odpovídá
typickým požadavkům výrobců strojů.
Procesní řízení – potravinářství, farmacie
i námořní aplikace
Aplikace v těžkém průmyslu (včetně chemického a farma-
ceutického) a potravinářství většinou vyžadují nejen vysokou
dostupnost a spolehlivost, ale i specifické mechanické provede-
ní s vyšší ochranou vůči agresivnímu externímu prostředí. Pro
bezpečné procesní řízení v chemickém provozu s nebezpečím
výbuchu (zóna 2) tak lze použít terminály nové řady Magelis
GTO s certifikací ATEX.
Do potravinářství se naopak hodí spíše nerezové provedení
s vyšším krytím IP 66K – a vhodný panel opět nabízí řada
„GTO“. Rámeček displeje je v tomto případě upraven proti
zachycování nečistot a zajišťuje odolnost proti vysokotlakému
čištění v souladu s mezinárodně respektovanou německou
normou DIN 40050-9. Výrobci strojů směřujících do oblasti
námořního použití pak jistě ocení soulad uvedených panelů
Magelis s certifikáty BV, GL a LR.
Vzdálený přístup a mobilní služby
Klíčovou vlastností se pro HMI stává vzdálený přístup – ať již
za účelem diagnostiky, sledování nebo samotného ovládání
svěřené aplikace. Jednoduchým řešením může být Web Gate
(webová brána). Například k panelům Magelis přistupuje uži-
vatel prostřednictvím webového prohlížeče na principu „vzdá-
lené plochy“ – tedy bez nutnosti dodatečného programování
a externí licence. Tímto způsobem ho může jak ovládat, tak
na něm zobrazovat alarmy, trendy i systémová hlášení (např.
stav paměti v panelu).
Současný razantní nástup tabletů a chytrých telefonů nemi-
nul ani „průmyslové“ manažery a pracovníky údržby. Na jejich
požadavky mobilních aplikací zareagoval Schneider Electric
uvolněním softwaru Vijeo Design´Air. Uživatelé chytrých tele-
fonů a tabletů s operačním systémem Android nebo iOS tak
mohou k terminálům Magelis již dnes přistupovat vzdále-
ně – přes WiFi, 3G, 4G nebo LTE. Pracovník údržby v prvním
kroku připojí tablet k zabezpečené WiFi síti vložením přísluš-
ného SSID kódu. V dalším kroku se zobrazí připojené termi-
nály na síti, které Vijeo Designer Air automaticky detekuje
a pracovník pouze potvrdí připojení. Druhá možnost vyžaduje
zadání přesné IP adresy panelu. Teprve potom je panel připo-
jen. V obou případech lze zabezpečit a povolit vnější přístup
potvrzením povelu přímo na obrazovce terminálu.
USB příslušenství rozšiřuje uplatnění
a bezpečnost
Všechny panely Magelis GTO jsou vybaveny dvěma porty pro
USB zařízení. K terminálu tak lze snadno a rychle připojit zají-
mavé příslušenství.
Požadavkům na dokonalejší zabezpečení a zároveň zjed-
nodušení při zadávání přístupových práv vychází vstříc bio-
metrické tlačítko Harmony XB5S. Má krytí IP65, instaluje se
do otvoru o průměru 22 mm a může registrovat až 400 zázna-
mů pro 200 uživatelů.
Pro ovládání a zároveň signalizaci v náročném průmyslovém
prostředí slouží nový podsvětlený LED spínač Magelis HMIZRA
(opět s montáží do otvoru o průměru 22 mm). Stiskem kláve-
sy si uživatel může zobrazit požadovaný snímek terminálu,
např. monitorování čerpadla, aniž by musel dotknout samot-
ného dotykového displeje.
Harmony XVGU přestavuje novou generaci LED signálních
sloupů s napájením i komunikací přes USB. Za pomoci softwa-
ru Vijeo Designer lze přiřadit barvu, frekvenci blikání i formu
akustického signálu.
Řadu zajímavých možností skýtá propojení SmartLink se
systémem Acti9. Za pomoci panelu Magelis GTO může uživatel
získat on-line data jednotlivých jističů, stykačů a motorových
spouštěčů s možností lokálního nebo vzdáleného ovládání.
Grafické dotykové panely Magelis GTO slavily úspěch i na veletrhu
AMPER.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/22 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
PRODUKT ROKU 2012 ŘÍZENÍ PROCESŮ A POKROČILÉ ŘÍZENÍ
APROL EnMon – monitorování všech druhů
energií v jednom
Systém APROL EnMon zajišťuje neustálé monitorování
spotřeby energie dle normy EN/ISO 50001– Systémy
managementu hospodaření s energií z června 2011,
a to samostatně i jako integrovaná součást procesních
řídicích systémů.
Norma ISO 50001 je globální standard, který je platný pro
všechna odvětví průmyslu. Poskytuje metodiku založenou
na struktuře požadavků, které vedou k neustálému snižování
energetické náročnosti organizací a nepřetržitému zvyšování
energetické účinnosti.
APROL EnMon je založen na kompletním distribuovaném
řídicím systému APROL (DCS APROL). Právě DCS APROL při-
náší systému pro monitorování energií velké výhody. Nabízí
maximální flexibilitu a škálovatelnost navrhnutého řešení.
V každém řešení je tak kromě jiného implementován kom-
pletní alarmový systém a kompletní trendovací systém, který
slouží k zobrazení trendu všech procesních proměnných vstu-
pujících do projektu. Dochází také k logování všech zásahů
operátorů, tyto logy jsou pak dostupné v systému reportů pro
jakéhokoliv uživatele. Bez ohledu na to, zda existuje několik
desítek nebo stovek měřících bodů, může být systém dokona-
le přizpůsoben požadavkům uživatele.
Připraveno k okamžitému použití
Nástroj APROL EnMon je dodáván jako krabicové řešení,
které obsahuje kompletní balíček potřebných licencí, kniho-
ven, softwarové a hardwarové vybavení. Systém je nainsta-
lovaný na průmyslovém počítači B&R Automation PC 910,
který je vhodný pro montáž přímo do rozváděčů. Uvedení
do provozu a nastavení parametrů je velmi rychlé, protože
softwarové nástroje a hardware jsou již nastaveny. Je nutné
nastavit pouze síťové připojení a přiřazení měřících bodů soft-
warovým šablonám v příslušné tabulce. Poté je automaticky
vygenerován a načten aplikační software. Ústřední složkou
nástroje EnMon je kromě softwaru pro obsluhu a vývojového
prostředí také výkonná databáze s rozhraním SQL. Pracuje
na extrémně stabilním operačním systému Suse Linux Enter-
prise Server a slouží k ukládání historie všech potřebných
energetických dat.
K takto uloženým datům je možné přistupovat bez nutnosti
instalace dalšího softwaru přes webový prohlížeč z libovol-
ného místa v síti. Proto je systém zpravidla instalován bez
monitoru, do rozváděče. Počet potřebných řídicích jedno-
tek v systému je závislý na počtu a druhu měřicích bodů
a na způsobu zpracování dat. Jedna řídicí jednotka zpravidla
dokáže zpracovávat energetická data z několika stovek měři-
cích bodů. Data lze do monitorovacího systému přenášet
přes standardní průmyslové sběrnice jako je POWERLINK,
Modbus TCP, Profibus nebo Ethernet/IP. Komunikace mezi
řídícím počítačem a řídícími jednotkami probíhá přes stan-
dardní komunikaci TCP/IP.
Všechny typy energie
Monitorování spotřeby energie nástrojem APROL EnMon není
omezeno pouze na elektrickou energii. Nástroj podporuje
monitorování všech druhů energie – elektrické energie, olej,
plyn, páru nebo teplo, ale i stlačený vzduch nebo vodu.
K zaznamenávání spotřeb jednotlivých typů energie mohou
uživatelé používat řadu kompaktních I/O modulů řady X20
od B&R. K zaznamenávání energetických údajů (napětí,
proud, frekvence, dále činné, zdánlivé a jalové složky výkonu)
ve všech fázích elektrické sítě zajistí energetický měřící modul
X20AP. Měří až do 31. harmonické frekvence a rozpoznává tak
zarušení místních elektrických sítí.
Výhody systému APROL EnMon
APROL EnMon představuje škálovatel-
né a integrovatelné řešení pro optima-
lizaci spotřeb energií, které je okamži-
tě připraveno k nasazení. Dopomáhá
identifikovat možnosti potenciálních
úspor a připravuje podklady pro úspor-
né projekty. Díky němu lze i přes ros-
toucí ceny energií snižovat náklady
na výrobní jednotky a současně využí-
vat energetické rezervy. Přináší finanč-
ní úspory a vyšší konkurenceschop-
nost. Toto konkrétní řešení lze účinně
využívat od malých strojních zařízení až
po rozsáhlé výrobní technologie. Nabízí
energetickou bilanci dostupnou přes
webový prohlížeč. Reporty umožňu-
jí plnění normy ISO 50001:2011. Je
navržen jako jedno plně integrované
nebo zcela samostatné řešení, podle
požadavků uživatele.
A
n
l
t
i
ú
n
t
n
v
n
n
v
p
e
w
j
n
n
p
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 23
PRODUKT ROKU 2012PŘÍZENÍ STROJŮ A ZABUDOVANÉ ŘÍZENÍ
NI sbRIO-9636 – sériový OEM řídicí systém
pro široké uplatnění
Produktová řada NI Single-Board RIO v sobě spojuje
předem připravená zabudovaná zařízení vybavená pro-
cesorem pro práci v reálném čase, překonfigurovatelné
pole FPGA a analogové a digitální I/O na jediné desce
programovatelné pomocí softwaru NI LabVIEW. Zabudo-
vaná analogová a digitální I/O můžete rozšířit pomocí
modulů řady NI C Series. Zařízení NI Single-Board RIO
jsou určena pro velkosériové a OEM zabudované apli-
kace pro řízení a sběr dat vyžadujících vysoký výkon
a spolehlivost.
Zabudované zařízení pro řízení a sběr dat NI sbRIO-9636
obsahuje procesor pro práci v reálném čase, uživatelsky
konfigurovatelné pole FPGA a I/O na jediné desce tištěných
spojů. Využívá 400 MHz průmyslový procesor, pole FPGA
Xilinx Spartan-6 LX45, 16 jednoduchých/8 diferenciálních
16bitových analogových vstupních kanálů s frekvencí vzor-
kování 200 kS/s, čtyři 16bitové analogové výstupní kanály
a 28 digitálních I/O (DIO) linek. Zařízení sbRIO-9636 může
pracovat v prostředí s okolní teplotou v rozsahu -40 až 85 °C
a rozsahem napájecího napětí 9–30 V stejnosměrného napětí.
Má k dispozici 256 MB DRAM a 512 MB flash paměti na ulo-
žení měřených dat, či konfiguračních souborů.
Zařízení sbRIO-9636 disponuje ethernetovým portem
10/100 Mbit/s, který lze použít k programové komunikaci
po síti. Nabízí také integrované porty USB, CAN, SDHC a séri-
ové porty RS232 a RS485 pro řízení periferních zařízení.
Zařízení sbRIO-9636 je určeno pro snadné zabudování
do sériově vyráběných aplikací vyžadujících flexibilitu, spo-
lehlivost a vysoký výkon. Systémy NI SbRIO jsou ideální pro
nízko- a středněobjemové aplikace a rychlé prototypování.
Efektivní řízení a sběr dat
Existují čtyři hlavní důvody, proč použít NI Single-Board RIO
pro řízení a sběr dat:
Flexibilní zabudovaný hardware
Zařízení NI Single-Board RIO má k dispozici řadu variant
I/O a možností přizpůsobení prostřednictvím modulů I/O
řady C společnosti NI a konektoru RIO Mezzanine Card,
což poskytuje flexibilitu přejít od prototypu k nasazení
a zůstat na stejné platformě. V současnosti existuje více
než 50 modulů I/O řady C Series pro různé typy měření,
včetně napětí, proudu, odporu, senzorově specifických
a digitálních signálů. Zařízení NI Single-Board RIO rovněž
obsahují zabudovaná I/O a nabízejí konektor RIO Mezza-
nine Card s velkým počtem kanálů a velkou šířkou pásma
pro přímý přístup k poli FPGA a procesoru a dává možnost
vytvořit vlastní dceřiné desky pro splnění specifických
potřeb aplikace.
Pokročilé metody řízení
Se zařízením NI Single-Board RIO můžete vyvíjet řídicí
systémy od jednoduchého proporcionálního – integrační-
ho – derivačního regulátoru (PID) až po vyspělé dynamické
řízení, jako je prediktivní řízení s modelem. Tyto řídicí algo-
ritmy můžete provozovat deterministicky a díky paralelní
povaze zpracování FPGA se zvýšením výpočetní náročnosti
nesníží celkový výkon aplikace. U polohovacích systémů
poskytuje modul LabVIEW NI SoftMotion možnost vytvářet
zakázkové polohovací řídicí prvky pro lepší výkon a flexibi-
litu.
Kvalitní vysokorychlostní analogová měření
Po více než 35 let se společnost NI specializuje na vysoce
přesná měření s vysoce výkonným provedením analo-
gové vstupní části. Mnoho aplikací vyžaduje kombinaci
pomalých statických měření, jako je teplota a rychlých
dynamických měření, jako je zvuk a vibrace. Zařízení NI
Single-Board RIO poskytuje mnoho typů vysoce kvalitních
měření, a to v rámci jediného systému.
Zpracování a analýza signálu
Zařízení NI Single-Board RIO je postaveno na koncepci pro-
gramování navrhování grafického systému LabVIEW, který
zahrnuje tisíce vyspělých funkcí vytvořených specificky
pro aplikace průmyslového měření a řízení. Tyto výkonné
nástroje můžete používat pro snadné provádění vyspělého
zpracování signálu, frekvenční analýzu a zpracování digi-
tálního signálu. K příkladům patří rychlá Fourierova trans-
formace (FFT), časově-frekvenční analýza, zvuk a vibrace,
aproximace křivek a navrhování a simulace řízení. Prostře-
dí LabVIEW můžete rovněž rozšířit o aplikačně specifické
funkce pro počítačové vidění, polohování a monitorování
stavu strojů.
Ve srovnání s předchozími produkty produktové řady
NI sbRIO nabízí NI sbRIO-9636 více zabudovaných periferií,
jako je RS232, USB a CAN v menším rozměrovém formátu
10,3×15,4 cm a s nižším příkonem. Poskytuje také přímý pří-
stup k procesoru a I/O pole FPGA prostřednictvím konektoru
RIO Mezzanine Card (RMC). Všechny tyto specifikace nám
dávají plně překonfigurovatelný, vysoce spolehlivý zabudo-
vaný řídicí systém, kterýž lze snadno programovat pomocí
platformy NI LabVIEW, čímž se zkracuje doba vývoje a snižují
jeho náklady.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/24 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
PRODUKT ROKU 2012 SÍŤOVÝ A KOMUNIKAČNÍ HARDWARE A SOFTWARE
Talk2M – zajištění vzdáleného přístupu
k internetu ve světě automatizace
Talk2M nabízí služby konektivity na bázi cloudu pro
připojení uživatelů k jejich počítačům prostřednictvím
internetu pomocí zabezpečených tunelů VPN. Těmito
uživateli jsou obvykle servisní nebo automatizační
technici, kteří potřebují přístup k svým strojům nain-
stalovaným na několika lokalitách zákazníka, obvykle
rozptýleným po celém světě.
Na straně stroje instalujeme průmyslový router VPN eWON
připojený k srdci stroje, PLC (programovatelnému logickému
automatu), průmyslovému PC nebo jakémukoli automatizač-
nímu zařízení – uvnitř závodu. Zařízení eWON je připojeno
ke stroji buď přes čtyřportový ethernetový přepínač, nebo
sériové spojení (RS485 nebo typu Siemens MPI). Podle modelu
routeru eWON se připojení k internetu na straně stroje zřizuje
prostřednictvím připojení WAN zajištěného buď ethernetovým
rozhraním, nebo zabudovaným modemem (pro mobilní sítě
2G a 3G, ADSL nebo PSTN).
Na straně uživatele je nutno nainstalovat softwarovou
aplikaci, která běží na PC s operačním systémem Windows.
Tento software s názvem eCatcher na žádost uživatele zřizuje
prostřednictvím internetu plynulé komunikační spojení VPN
mezi PC a Talk2M.
Uprostřed máme Talk2M, cloudovou strukturu tvořenou
několika servery, které přenášejí komunikaci vytvořenou uži-
vateli k jejich strojům. Celý systém funguje za minimálních
podmínek, za nichž obě strany komunikace mohou přistupo-
vat k internetu a spojit se se servery Talk2M.
Ve spojení s routery eWON VPN s velkým rozsahem usnad-
ňuje Talk2M hladkou integraci pro účely vzdáleného přístupu
s nejrůznějšími PLC a automatizovanými zařízeními.
Hlavní výhody řešení
Klientský software pro PC řešení Talk2M – eCatcher – posky-
tuje intuitivní uživatelské rozhraní pro přístup k velkému počtu
strojů a zařízení po internetu vysoce uživatelsky přívětivým
způsobem. eCatcher je technikův adresář strojů a jediným
kliknutím se stává i nástrojem pro přístup k strojům po celém
světě.
Díky funkci M2Web uživatelé mohou také prohlížet stav
svých strojů pomocí chytrého telefonu nebo tabletu a jedno-
duchého internetového prohlížeče.
Snadnost přístupu nijak neohrožuje zabezpečení systémů,
protože přístup je omezen unikátním přihlášením u všech
oprávněných uživatelů s odpovídajícími přístupovými právy
a bezpečnostním oprávněním. Kontrola a screening schvále-
ného přístupu je zcela na rozhodnutí správců účtu platformy
Talk2M. Technologie nabízí plně podrobné měsíční přehledy
o připojení, rozdělené podle strojů a zařízení, pro usnadnění
správy a kontroly. Veškeré vzdálené přístupy jsou komplexně
sledovány a protokolovány.
VPN tunneling zajišťuje Open VPN 2.0 pomocí SSL UDP
nebo HTTPS. Informační výměna během komunikační relace
je šifrovaná (128-bit SSL) a ke vzdálené jednotce eWON se
mohou připojit jen autentizovaní uživatelé.
Servery Talk2M jsou hostovány v různých evropských
zemích a v USA a jsou neustále kontrolovány a zálohovány
přítomnými techniky, aby byl zajištěn permanentní, zabezpe-
čený a spolehlivý provoz.
Popis možných způsobů uplatnění/aplikace
Řešení Talk2M využívá mnoho výrobců strojů a klíčových
hráčů v oblasti automatizace na celém světě.
Výrobce strojů v potravinářském průmyslu
si zvolil službu Talk2M v kombinaci s průmys-
lovým VPN routerem eWON 2005CD pro své
potřeby vzdáleného přístupu, aby závodům
umožnil vzdálenou podporu PLC. Zásahové
doby se výrazně zkrátily. Přístup přes inter-
net umožňuje technikům, aby byli virtuálně
přítomni na pracovišti, kde je nainstalován stroj
obsahující závadu.
Dalším příkladem je oblast robotiky. Řešení
společnosti eWON umožňuje známému výrobci
robotů zlepšit dostupnost, snížit počet servis-
ních návštěv, snížit náklady na údržbu a maxi-
málně zefektivnit celkové náklady na vlastnictví.
Pomocí služby Remote Service robot sám auto-
maticky upozorňuje pohotovostního technika,
který může okamžitě přistupovat k podrobným
datům robota a rychle identifikovat hlavní pří-
činu závady. Tato jedinečná služba odlišuje
společnost od jejích konkurentů, zvyšuje tak
spokojenost zákazníků a výrazně snižuje ekolo-
gický dopad díky menšímu rozsahu cestování.
h
s
l
p
u
d
n
p
o
s
r
n
m
P
m
k
d
č
s
s
g
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 25
Veletrhy Brno, a.s.
Výstaviště 1
647 00 Brno
Tel.: +420 541 152 926
Fax: +420 541 153 044
msv@bvv.cz
www.bvv.cz/msv
Stále se můžete přihlásit!
55. mezinárodní
strojírenský
veletrh
MSV 2013
Měřicí, řídicí, automatizační
a regulační technika
7.–11. 10. 2013
Brno – Výstaviště
Záštita
Svaz průmyslu
a dopravy ČR
Ministerstvo
průmyslu a obchodu
Hospodářská
komora ČR
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/26 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
Podniky, především ty středně velké, si při
modernizaci řídicích technologií používa-
ných ve výrobních systémech nemohou
dovolit rozsáhlé výpadky výroby. Maximál-
ní dostupnost systému bez dlouhých nebo
neplánovaných prostojů může nabídnout
postupná migrace na nová řešení, předve-
dená nedávno u výrobce speciálních chemi-
kálií CHT/BEZEMA. Aby taková akce měla
úspěch, musí systém řízení procesů a řídicí
technologie podporovat postupné zavádění.
Právě tak tomu je u řešení B&R.
„Zlepšili jsme spolehlivost procesů i kvalitu
výrobků a dokážeme rychleji a pružněji reagovat
na stále se měnící požadavky trhu,“ říká Gün-
ther Schätzle, výrobní ředitel společnosti CHT R.
BEITLICH. „Podařilo se nám to díky modernizaci
procesních stanic v hlavním výrobním závodě
společnosti v německém Dusslingenu, kde se
vyrábějí technologie B&R,“ dodává Schätzle.
„Řešení jako APROL od B&R jsou u středních
společností, jakou je CHT, velmi populární,“
pokračuje Schätzle, „protože díky nim dokážeme
minimalizovat rizika migrace systémů.“ APROL
není na rozdíl od jiných řešení pro řízení procesů
určen pouze pro velký průmysl a jeho plně auto-
matizované receptury. To bylo pro společnost
CHT vítanou novinkou, protože migrace systémů
byla stále naléhavější.
Prvotřídní speciální chemikálie
z 68 stanic
Společnost CHT začínala jako dodavatel che-
mikálií pro textilní průmysl a poté podnikání
rozvinula do oblasti speciálních chemikálií pro
textilie, péče o textil, stavební chemie a výrobní
chemie. Vývoj výrob-
ků se řídí orientací
na zákazníky a již tak
velmi široká nabídka
neustále roste. Větši-
nu příjmů přinášejí
velmi složité výrobky,
které jsou primárně
vyráběny ve výrobním
a logistickém středis-
ku v Dusslingenu.
Společnost CHT zde
provozuje 68 výrob-
ních stanic, včetně
10 vysokoúrovňových
dodávkových systémů,
40 míchacích nádob
a 14 chemických reak-
torů. Mnohé výrobní stanice jsou multifunkční
a dokážou vyrábět až 100 různých výrobků.
Cíl migrace: zvýšení efektivity
„Bylo stále jasnější, že naše systémy pro řízení,
komunikaci s obsluhou a získávání provozních
dat, které vznikaly postupně po mnoho let, již
brzy nebudou stačit rostoucím požadavkům
na kvalitu, ověřování kvality a spolehlivost pro-
cesů či bezpečnostním předpisům,“ připouští
Günther Schätzle, když při zahajování migrace
počátkem roku 2011 vysvětluje motivy společ-
nosti CHT.
Cílem bylo nahradit zastaralé, nepružné
a selhávající řídicí systémy, systémy pro komu-
nikaci s obsluhou a systémy pro získávání
dat nejmodernějšími technologiemi. Primárním
cílem ale nebyla úplná automatizace veškerých
činností, protože ta by byla pro firemní multi-
funkční stanice příliš složitá.
Systém řízení procesů APROL
vyhodnocen jako nejlepší
Společnost CHT vytvořila skupinu odborníků
pro podrobné hodnocení tří různých systé-
mů řízení procesů, řídicích systémů a systémů
pro komunikaci s obsluhou od dvou výrobců.
Vycházela z velmi detailní matice konkrétních
kritérií. Výsledkem bylo vítězství řešení B&R.
Günther Schätzle nachází pro toto hodnocení
jasné argumenty: „Jedním z rozhodujících fak-
torů bylo, že systém APROL – na rozdíl od ostat-
ních velmi známých a rozšířených systémů,
které jsme hodnotili – nabízí optimální podporu
postupné migrace. Systém APROL nám umož-
nil úspěšně převádět výrobní stanice na nový
systém řízení procesů, zatímco současně mohly
stále pracovat i starší systémy.“
Odborníci společnosti CHT zvláště oceňovali
nově získanou nezávislost na Windows. Řízení
procesů a technologie komunikace s obslu-
hou B&R pracují v systému Linux a struktura
systému řízení procesů je pozoruhodně jasná
a intuitivní.
Hardware B&R lze dokonale škálovat
podle struktury systému
Jemně odstupňovaná nabídka výrobků B&R pro
řízení a komunikaci umožňuje společnosti CHT
nastavit výkon jednotlivých automatů podle
konkrétních požadavků a vybavit každý systém
vhodnými I/O moduly a vlastní komunikační
jednotkou. Díky této pružnosti se chemický
výrobce mohl kromě systémů pro řízení proce-
APROL – postupná migrace
placená inzerce
Během úspěšné migrace
výrobních stanic CHT
v Dusslingenu na systém
řízení procesů APROL
pokračovaly starší řídicí
systémy v práci. Systém
APROL zvládl všechny
kroky přechodu bez
zaváhání.
c
k
n
v
n
n
v
k
v
a
k
p
n
d
4
a
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 27
sů vybavit také řídicími systémy a systémy pro
komunikaci s obsluhou z řady B&R.
Systém APROL zajišťuje pružnost díky
otevřenosti
Volba systémového integrátora se ve společ-
nosti CHT neřídila pouze cenou. Důležitější
byla ochota a schopnost integrátora přizpůsobit
se požadavkům výrobce speciálních chemiká-
lií a především dalším změnám požadovaným
během realizace projektu. Nejlepším z možných
integrátorů, kteří se účastnili výběrového řízení,
se stala společnost Erler.
Alois Erler potvrzuje, že migrace byla oproti
očekávání hladší: „Ve srovnání s ostatními sys-
témy řízení výroby je APROL velmi otevřeným
systémem, proto můžeme velmi pružně reagovat
na požadavky zákazníků, a to i během realizace
projektu. Hodně nás potěšilo, jak snadné je při-
pojit se ke stávajícím systémům. Šlo to neuvěři-
telně lehce.“
První migrace proběhla koncem roku 2011
na velmi složité pilotní stanici s přibližně
360 digitálními a 20 analogovými I/O kanály.
Poté pokračovala další výrobní stanicí téměř
každý týden. Ve druhém čtvrtletí roku 2013 bude
všech 68 stanic v Dusslingenu plně převedeno
na systém APROL a starý řídicí systém bude defi-
nitivně vypnut. V tom okamžiku bude nové řešení
ve společnosti CHT zahrnovat 46 jednotek Power
Panel pro komunikaci s obsluhou, téměř 70 řídi-
cích jednotek X20 a přibližně 14000 digitálních
a 1000 analogových I/O kanálů X20 doplněných
o několik stanic pro supervizory směny, které
budou připojeny technologií VNC. Systém bude
zahrnovat i dva provozní servery – jeden server
pro techniky a server VNC – jištěné systémem
pro obnovení po katastrofálním výpadku. Redun-
dantní síť výrobního závodu na bázi Linuxu
komunikuje se zařízeními se systémem Windows
v podnikové síti přes jasně definované rozhraní.
Dvojitá redundance zaručuje
postupnost
Ke každé součásti stanice se lze dostat přes dvě
sběrnice – sběrnici obsluhy a procesní sběrnici.
Pokud by to bylo nutné, může kterákoli sběrni-
ce převzít roli druhé sběrnice. Každá stanice je
navíc vybavena dvěma vzájemně zálohovanými
porty. Tak lze dosáhnout vysoké dostupnosti,
kterou stanice vyžadují.
Již během migrace bylo zřetelné, že společnost
CHT našla něco více než jen náhradu starého
systému. „Systém APROL je výrazně pružnější
a nový ventil dostaneme do provozu během
několika hodin místo dosavadních dní. Pokud
zjistíme, že jsme při změnách v softwaru udělali
chybu, můžeme se k předchozí verzi vrátit jedi-
ným kliknutím myší.“
Mnohem snadnější je také analýza sekvencí
v procesu. „Nástroje TrendViewer a AuditTrail
nám umožňují analyzovat procesy, ke kterým
jsme doposud neměli přístup,“ vysvětluje Gün-
ther Schätzle. „Systém APROL nabízí analýzu
interakcí mezi procesy v reálném čase a okamži-
tou optimalizaci procesů. Podle zaznamenaných
dat procesů lze zpětně vysledovat a analyzovat
vadné šarže.“
K dalším způsobům využívání těchto doplňu-
jících informací patří ve společnosti CHT analýza
spotřeby energie a její snižování. „Nyní také
můžeme individuálně ovládat kritické procesní
hodnoty a ještě dále zvyšovat bezpečnost stanic,
především u procesů podléhajících certifikaci.“
Využití potenciálu úspor díky nástroji
APROL EnMon
Společnost CHT hledá příležitosti k dalším úspo-
rám a stává se jedním z prvních uživatelů zcela
nové knihovny EnMon pro práci se spotřebou
energie v systému APROL.
„S dosavadní migrací jsme absolutně spoko-
jeni a nestojí nás ani polovinu toho, na co by
přišly plně automatizované systémy. Postupný
přechod, paralelní provoz systému APROL se
staršími systémy a směrování přes datový kon-
centrátor - žádný z těchto kroků neměl negativ-
ní vliv na výrobu a nedošlo k žádným ztrátám
dat,“ konstatuje s potěšením Günther Schätzle.
„Tento systém nám umožňuje rychleji a pružně-
ji reagovat na aktuální vývoj. Změny je možné
zavádět úsporně. Dosavadní kladné výsledky
nás přesvědčily o tom, že na systém APROL pře-
jdeme i v dalších výrobních závodech.“
B+R automatizace, spol. s r. o.
Stránského 39
616 00 Brno
Tel: 541 420 311
www.br-automation.com
Kromě systému řízení
procesů APROL používá
společnost CHT také
řídicí systém X20
od B&R. Až bude nové
řešení dokončeno,
bude zahrnovat
celkem 46 Power
panelů pro obsluhu
a mnoho dalších řídicích
a I/O modulů.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/28 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
Klíčové
koncepce
Inteligentní a flexibilní
I/O pro provozní zařízení
překonávají hardwarová
omezení
Nové systémy pracují
jen s jejich odpovída-
jícím řídicím systémem,
ale rozšiřují provozní
konektivitu
Různí výrobci uzpůsobili
svou strategii podle pro-
vozních podrobností
Argumenty pro přijetí
nemusejí vyvolat real-
izaci velkého migračního
projektu, ale mohou
ovlivnit výběr dodavatele
hlavní téma
P
o celá léta, dokonce desetiletí se při
připojování provozních zařízení k pro-
cesním řídicím systémům využívala
v zásadě stejná technologie. Samo-
zřejmě došlo k pokroku v oblasti sítí fieldbus,
a dokonce i u bezdrátových sítí, ale u tradičních
kabelových zařízení zapojíte kabel do odpovídající
zásuvky v I/O desce vašeho řídicího prvku. Vše
je v pořádku, pokud zařízení odpovídá zásuvce:
průtokoměr 4–20 mA s protokolem HART vyža-
duje odpovídající vstup. Nemůžete jej připojit
ke svorkovnici určené pro termočlánek.
Ve většině případů se tento způsob toleruje,
avšak může způsobovat problémy. Řekněme, že
máte na nádrži namontován hladinový spínač,
který se spustí, když kapalina překročí určitou
výšku. Tato informace přichází do systému přes
digitální vstup. Co když jej bude váš šéf chtít
vyměnit za magnetorestrikční snímač výšky
hladiny poskytující kontinuální údaje o výšce?
Nemůžete jej dát na stejný vstupní kanál, proto-
že má jiný typ signálu. To znamená buď vymě-
nit desku, nebo přidat novou. Ale možná že
ve vašem stojanu pro I/O už nemáte místo. Malý
projekt se může zkomplikovat.
Poskytovatelé řídicích systémů slýchají dotazy
zákazníků, jako je například tento: „Proč nemo-
hu přiřadit I/O libovolně, aby akceptoval jaký-
koli typ provozního zařízení?“ Vzhledem k urči-
tému produktovému vývoji v posledních letech
však nyní často slyší odpověď: „Ano, můžete.“
Stále více výrobců nyní nabízí flexibilnější nebo
inteligentnější I/O systémy umožňující vyšší
flexibilitu. Jak fungují a co vám mohou přinést?
Podle toho, jakou řídicí platformu používáte,
využívají inteligentní I/O ke komunikaci s pro-
vozními zařízeními kombinaci hardwaru a soft-
waru. Všechny v současnosti dostupné systé-
my vyžadují výměnu alespoň určitých součástí
a možná i nějaké kabeláže.
Dvě různé koncepce
V oblasti I/O neexistuje univerzální přístup,
alespoň ne teď. I když je pravda, že Foundation
fieldbus, Profibus PA nebo podobné koncepce
jsou nezávislé na platformě, vyžadují provozní
zařízení, která pracují s těmito konkrétními pro-
tokoly. Tyto nové inteligentní I/O systémy pra-
cují v podstatě s jakýmikoli provozními zaříze-
ními, avšak potřebujete zakoupit systém, který
pracuje s vaším řídicím prvkem. Používáte-li
DeltaV, potřebujete pořídit systém od společ-
nosti Emerson.
Momentálně existují dva koncepční přístupy
pro vyplnění tohoto prostoru: hardwarový pří-
stup společnosti Emerson a softwarověji oriento-
vaný přístup od společností, jako jsou Honeywell
a divize Foxboro společnosti Invensys.
Druhý zmiňovaný nemá tak široký záběr.
Oba systémy, Honeywell Universal Process I/O
(dostupný od počátku roku 2013) a Foxboro
FBM247 (dostupný nyní), využívají stejný roz-
Přejděte na chytřejší I/O
Díky zlepšením u I/O systémů pro provozní zařízení mohou být instalace a modernizace
řídicích systémů rychlejší a cenově výhodnější.
Peter Welander
Control Engineering
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 29
měrový formát I/O zařízení a montují se do stej-
ných skříní jako současná nabídka těchto firem,
tj. systémy Experion řady C a I/A řady 200. Oba
jsou navrženy tak, aby jakýkoli kanál jakéhokoli
modulu mohl být konfigurován prostřednictvím
řídicího systému tak, aby komunikoval s více
typy zařízení:
• analogový I/O s protokolem HART,
• digitální I/O,
• impulzový I/O.
Společnost Foxboro to vidí jako malé, ale
strategicky významné vylepšení produktu. Thad
Frost, ředitel produktového managementu pro
řízení a I/O společnosti Foxboro, vysvětluje:
„Nejde o zcela novou produktovou linii, jde o pod-
množinu stávající produktové řady. Šli jsme
touto cestou, protože je to ověřená technologie.
Naše I/O řady jsou na trhu už dlouho, takže jde
o další modul v řadě, avšak je to skutečně spe-
ciální modul, protože může podporovat širokou
paletu typů signálu. Můžeme vzít stávající řídicí
prvek a přidat tento modul a nebude zde žádný
rozdíl ve funkčnosti.“
Jeho atraktivita se ukáže, když budujete nový
systém nebo provádíte rozsáhlou modernizaci,
která může vyžadovat nová provozní zařízení či
jejich vyšší počet. Instalující pracovník nemusí
slaďovat typ signálu s daným vstupním zaříze-
ním.
„Můžete používat jakýkoli kanál na modulu
pro obsluhu jakéhokoli typu I/O a vše je softwa-
rově konfigurovatelné pomocí stávajících nástro-
jů pro stavitele řídicích systémů,“ objasňuje Joe
Bastone, manažer pro řízení a I/O Experion
společnosti Honeywell Process Solutions. „Pro
realizaci nemusí být provedena žádná konfigura-
ce v provozu. Můžete přivést všechny své kabely
do svého modulu Universal Process I/O, zavřít
skříňku a už ji nikdy nemusíte otevírat. Všechno
ostatní se provádí z technické řídicí stanice.“
Tato koncepce nahrazuje tradiční I/O, kde
jsou karta nebo modul pevně nastaveny pro
komunikaci pouze s jedním typem zařízení. Jed-
nou ze zřejmých výhod tohoto přístupu je to, že
jakýkoli modul dokáže pracovat v jakékoli situ-
aci, takže pro zálohování je zapotřebí jen jedna
položka. Navíc jsou v hostitelském systému
uloženy informace o konfiguraci, takže pokud
se musí modul vyměnit, lze vzít jeden z krabice
a zapojit na jeho místo jiný bez nutnosti před-
chozí konfigurace. Hostitelský systém to provede
automaticky.
Obě firmy chtějí posunout tuto koncepci ještě
o jeden velký krok dále a nabízet kompletní
skříně, které bude možno umístit do provozu
ihned připravené k používání. Jediným důleži-
tým parametrem je počet kanálů. „Právě vyvíjená
univerzální skříň umožňuje uživateli mít pře-
dem nastavené řešení,“ podotýká Bastone. „Jde
o vzdáleně instalovanou
skříň, která dokáže pojmout
několik modulů I/O, možná
64, 96 nebo 128 I/O. Bude
vybavena moduly, montáž-
ním hardwarem, napájením
a konvertory vláknové opti-
ky pro přenos linky I/O zpět
do řídicí místnosti.“
Odlišný směr
Na druhou stranu vypra-
covala společnost Emer-
son jiný přístup pro svou
architekturu DeltaV. Zde
každé provozní zařízení
komunikuje přes jednotlivý
malý charakterizační modul
neboli Charm. Každé pro-
vozní zařízení potřebuje svůj
modul Charm, který odpoví-
dá jeho typu signálu. Skříň
je, pro všechny praktické
účely, 96kanálovou I/O
kartou.
Keith Bellville, manažer
produktového marketin-
gu pro systémy SIS DeltaV
společnosti Emerson Process Management,
vysvětluje: „Nemáte omezení konvenčních I/O,
kde musíte zavést dovnitř všechnu vaši provoz-
ní kabeláž, napojit mnohožilový kabel do řídi-
cí svorkovnice, pak vybrat analogové vstupy
4–20 mA a osm z nich vyvést do individuální
karty. Toto rozvádění jsme nahradili skutečným
mnohožilovým přívodem a signál v něm charak-
terizujeme v I/O kartě Charms. Každý z nich je
individuálním kanálem. Jde o I/O DeltaV, takže
jsou navrženy pro práci s řídicími prvky DeltaV.“
Výstupem z každého modulu je ethernetový
signál, takže jediný optický kabel dokáže pře-
nášet všechna data ze skříně zpět do řídicího
prvku. Praktickým výsledkem je malý cloud
uvnitř řídicí sítě, který uživateli umožňuje zasí-
lat informace z daného provozního zařízení až
do čtyř řídicích prvků. Z funkčního hlediska je
toto největší odlišností od ostatních již zmíně-
ných systémů.
„Obvykle, když I/O zavádíte v provozu, jsou
seskupena podle lokality, nikoli podle funkč-
nosti,“ dodává Bellville. „Takže v dané rozvodné
skříni můžete mít kabely od senzorů, které jsou
součástí vašeho reaktorového úseku, ale v téže
rozvodné skříni můžete mít snímače, jež jsou
ve skutečnosti vyhrazeny pro úsek rozvodných
okruhů. U tradičních rozvodů a konvenčních
I/O je to tak, že když je zavedete, musíte si
říct: ‚Musím vyvést těchto osm kanálů do mých
řídicích karet pro reaktorovou oblast a těchto
Závod společnosti Solvay na polymerizaci
PVC ve francouzském Tavaux (snímek vlevo)
zavedl moduly Charms společnosti Emerson se
systémem DeltaV verze 11. Obrázek poskytla
společnost Emerson.
Přístup společnosti
Emerson vyžaduje
specifický modul, který
odpovídá typu I/O, avšak
ty lze v případě potřeby
měnit. Obrázek poskytla
společnost Emerson.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/30 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
dalších 12 musím vyvést do mé I/O karty řídicí-
ho prvku rozvodných okruhů.‘ S elektronickým
rozváděním je přivedete všechny do jedné I/O
karty Charm a zašlete je do řídicího prvku reak-
toru nebo řídicího prvku rozvodných okruhů
elektronicky a tím přiřadíte zařízení k přísluš-
ným řídicím prvkům. Nemusíte je fyzicky napo-
jovat až k vlastní I/O kartě na daném řídicím
prvku.“
Uvádění této koncepce do praxe
Tyto nové přístupy nabízejí určité funkční pří-
nosy:
Zaprvé uživatelé nemusejí řešit způsob komu-
nikace u daného zařízení. Pokud se okolnosti
změní a vy potřebujete používat jiný typ provoz-
ního zařízení, můžete to nastavit buď pomocí
změny softwaru, anebo přinejhorším změnou
jednoho modulu Charm.
Zadruhé tyto platformy mohou usnadňo-
vat modernizaci a migraci, ať už to zname-
ná modernizaci provozních zařízení, kabelové
infrastruktury nebo samotného řídicího systé-
mu. Nicméně zde existuje základní omezení, že
každá platforma je svázána se svým příslušným
řídicím systémem, takže tento aspekt může být
významným hlediskem při procesu posuzování
dodavatelem.
Zatřetí se tyto platformy mohou uplatnit pro
bezpečnostní zařízení stejně jako pro konvenční
I/O. Na rozdíl od ostatních se první produkt
společnosti Honeywell v této oblasti týkal bez-
pečnostních zařízení a nyní firma připravuje
verzi standardního I/O řídicího systému jako
následný produkt. Vzhledem ke komplikovaněj-
ší povaze bezpečnostních zařízení (se souvisejí-
cím testováním a certifikací) se firma rozhodla
nejprve pro tyto produkty. Společnost Emerson
nabízí konvenční produkty, jiskrově bezpečné
produkty a moduly SIS Charm. Společnost
Foxboro výrobu bezpečnostních produktů při-
pravuje.
Začtvrté hardwarová flexibilita umožňuje
držet menší skladové zásoby náhradních dílů.
Možnost používat jedno zařízení pro více aplika-
cí má zjevné výhody.
Co komunikuje s čím?
Jak již bylo uvedeno, jedním z aspektů, který
společnost Emerson rozsáhle zkoumá, je schop-
nost zasílat data z jakéhokoli provozního zaříze-
ní do kteréhokoli až ze čtyř řídicích prvků. Spo-
lečnosti Foxboro a Honeywell udržují stejnou
úroveň komunikační funkčnosti, jako je nabí-
zena u jejich standardních I/O, takže doplnění
těchto nových modulů neovlivňuje tuto schop-
nost. Existují metody pro zasílání informací
z jednoho řídicího prvku do druhého, ovšem tyto
metody jsou relativně komplikované.
„Těsné spojení mezi I/O modulem a řídicím
prvkem je něco, co naši sofistikovanější zákaz-
níci považují za přínosné, zejména z důvodu
stále rostoucích obav o zabezpečení, které dnes
panují,“ připomíná Bob Bristow, produktový
manažer pro I/O řady C společnosti Honeywell
Process Solutions. „Tento důvěrný vztah pro-
střednictvím I/O spojení zabraňuje, aby cokoli,
co by se mohlo stát v této jedné vrstvě tkaniny,
prošlo mezi řídicí prvek konající svou práci
a I/O, který pro tento řídicí prvek pracuje. Může
dojít k nepříjemnostem, jež odpojí I/O od jeho
integrálního partnera v řídicí operaci. Proto jsme
zvolili tuto konkrétní architekturu.“
Thad Frost ze společnosti Foxboro vidí věci
podobně: „Když I/O bod není vázaný na kon-
krétní řídicí prvek, nazýváme jej nevázaným I/O.
Naše I/O jsou typicky vázané. Přemístit určitý
I/O bod na jiný řídicí prvek vyžaduje určité úsilí.
O něčem podobném do budoucna uvažujeme,
ale momentálně tuto schopnost nemáme.“
Měli byste proto provést změnu?
I když tyto nové I/O systémy nabízejí přidanou
funkčnost a mohou ušetřit náklady na hard-
ware a technické zajištění, jsou všechny spojeny
s jednou konkrétní platformou řídicího systé-
mu. Pokud již využíváte systém Foxboro I/A
řady 200 nebo některý z ostatních, změna je
velmi jednoduchá. Pokud ne, nijak nepomohou,
ale dá se očekávat, že se k tomuto trendu něja-
kým způsobem připojí i další výrobci.
Další možností je změnit vašeho poskytova-
tele řídicího systému. Samotné doplnění těchto
schopností pravděpodobně není přesvědčivé
natolik, abyste se pustili do migrace, ale může
ovlivnit výběr výrobce, pokud již migraci plá-
nujete.
V některých ohledech může být nejzajíma-
vějším lákadlem to, co ještě neexistuje. Díky
modularitě těchto systémů je snadné je modi-
fikovat, pokud to okolnosti vyžadují. Napro-
ti tomu jedna z věcí, která zbrzdila přijímání
protokolů, jako je HART, při podpoře větších
programů správy výrobních prostředků, byla
obtížnost modernizace starších, napevno propo-
jených sítí na úrovni zařízení. Operátoři těchto
starých platforem zjistili, že je v podstatě nemož-
né přidat tuto schopnost, protože to hardware
nedovoloval. Podobné omezení už do budoucna
nemusí existovat. Přidání nové metody komu-
nikace nebo protokolu nemusí vyžadovat nic
víc než jen změnu u příslušných modulů. Tuto
změnu by dokonce mohlo být možné provést jen
softwarově. ce
Peter Welander je obsahový ředitel časopisu
Control Engineering. Kontaktujte jej na adrese
pwelander@cfemedia.com.
hlavní téma
d
h
r
k
t
e
n
j
p
U
T
n
n
z
n
Řešení společnosti
Foxboro je navrženo pro
práci s její platformou I/A
řady 200. Obrázek poskytla
společnost Invensys.
Universal I/O společnosti
Honeywell bude
spolupracovat se
systémem Experion řady
C. Obrázek poskytla
společnost Honeywell
Process Solutions.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/Balluff CZ s.r.o.
Pelušková 1400
198 00 Praha 9 - Kyje
Česká republika
Telefon: +420 281 000 666
Fax: +420 281 940 066
obchod@balluff.cz
Aplikace
Hlavní oblastí aplikací BIP je lineární
snímání polohy vřeten a upínacích za-
řízení pro nástroje a obrobky.
Optimální snímač pro monito-
rování upínacích vzdáleností.
Polohovací snímač BIP při použití
v upínačích nástrojů ve vřetenech
strojů.
BIP Indukční polohovací systém
Lineární snímání polohy – spolehlivý a přesný
B
alluff v letošním roce
2013 představuje BIP
indukční polohovací sys-
tém. Jedná se o přesný měřící
systém pro snímání a měře-
ní polohy kovových objektů.
Snímaný kovový objekt musí
mít minimální tloušťku 8 mm
a může být vzdálen od snímače
v rozsahu 1 až 3 mm. Snímače
nabízejí rozlišení dokonce až
14 μm. Balluff nabízí indukční
polohovací systémy v různých
délkách a provedeních. Vý-
stupní signál je buď napěťo-
vý nebo proudový v rozsahu
(0–10 V) respektive (4–20 mA).
Snímač je chráněn proti vněj-
ším vlivům pouzdrem s vy-
sokou mechanickou, teplotní
a chemickou odolností. Krytí
snímače je IP 67.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/32 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
hlavní téma
S
enzory jsou jako „zvědové“ výrobního
světa – sbírají životně důležité údaje,
které zajišťují, aby závod běžel efek-
tivně, s vysokou účinností a minimál-
ním odpadem, a předávají je řídicímu systému,
pokud možno v pravý čas, aby bylo možné při-
jmout nápravná opatření, když začne být situace
nahnutá. V dnešní době mohou senzory díky
Ethernetu poskytovat svůj vstup na „superdálni-
ci“ na provozní úrovni a umožňovat účinný obou-
směrný komunikační tok, který může zvyšovat
efektivitu a ziskovost.
Senzory tradičně předávaly své údaje po kabe-
lech zpět do centrálního místa, kde byly signály
dekódovány a podnikaly se podle nich příslušné
kroky. Objevilo se mnoho sítí typu fieldbus,
které zvýšily množství a počet druhů datových
senzorů, jež mohou komunikovat, jako jsou slo-
žitá měření, včetně
tlaku, výšky hladiny
látky v nádrži nebo
v uzavřeném prosto-
ru, detekce pohybu
a identifikace speci-
fických vzorů. Nevý-
hodou je samozřej-
mě práce na řízení či
údržbě a školení pro
velký počet komuni-
kačních protokolů.
Nyní se průmyslo-
vý Ethernet de facto
Ethernet pro senzorové sítě?
Proč má dnes smysl
Aktivní (inteligentní) bezskříňové I/O bloky pro
průmyslový Ethernet lze instalovat poblíž senzorů
kvůli odstranění složité kabeláže a možnosti
obousměrné komunikace s I/O bloky a PLC nebo
vzdálenými terminály.
Mike Miclot
Industrial Solutions
Klíčové
koncepce
Aktivní (neboli inteli-
gentní) bezskříňové
bloky I/O podporují
průmyslový Ethernet
Odstraňte nutnost
vedení kabelu zpět
k centrálnímu řídicímu
panelu pro každý senzor
Komunikujte z bloků I/O
s PLC a RTU
Použití senzorové sítě dokáže ušetřit čas,
peníze a zamezit rostoucím nekompatibilitám
ethernetového protokolu a dalších sítí na úrovni
I/O, senzoru a bezpečnostních zařízení.
Na konci 90. let minulého století se téměř
každý výrobce PLC rozhodl vyvíjet síťovou tech-
nologii vhodnou pro průmyslové aplikace. Brzy
po sobě se začaly rodit sítě Modbus, Profibus,
CC-Link, DeviceNet a mnoho dalších a každá sli-
bovala řešit základní požadavky, které v té době
odborníci na řízení měli: spolehlivost, jednoduch-
ost a deterministické chování v reálném čase,
a to za cenu, která konkurovala konvenčnímu
zapojení napevno. To vedlo ke zmatkům, zejmé-
na proto, že všechny koncepce nebyly vzájemně
kompatibilní.
Zákazníci preferující určitou značku PLC byli
v podstatě nuceni používat síťovou technologii
vyvinutou tímto výrobcem. Aby toho nebylo málo,
to vše se opakovalo o pár let později, když se
každý z těchto výrobců PLC rozhodl, že je načase
propagovat nové sítě. Tentokrát byl stěžejním
prostředkem vedení dat Ethernet. Nebudu psát,
že jedno řešení je lepší než jiné, ale raději se
čtenářů zeptám, zda mít všechny tyto možnosti
(nebo spíše předpisy) byl tak dobrý nápad. Z hle-
diska výrobců zařízení (systémů RFID, pohonů,
HMI apod.) tomu tak nebylo.
Promrhané zdroje
Namísto zaměření na malý počet komunikačních
rozhraní pro systémy RFID museli výrobci zařízení
Zvažte použití senzorové sítě
pro usnadnění připojení
Splňují průmyslové sítě očekávání? Předejděte rostoucím nekompatibilitám Ethernetu
a dalších sítí na úrovni I/O, senzoru a bezpečnosti použitím široce akceptované
senzorové sítě.
Helge Hornis, Ph.D.
Pepperl+Fuchs
z
Klíčové
koncepce
Senzorová síť může
zmírnit složitost
připojování
Vyhněte se nekom-
patibilitám Ether-
netu a dalších sítí
na úrovni I/O, senzoru
a bezpečnosti
Rozhraní AS-Interface
podporuje přibližně
300 výrobců
32 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 33
hlavní téma
stává komunikačním protokolem pro aplikace
v závodech. Argumentem pro oddělené protokoly
fieldbus bylo vždy to, že Ethernet plně nesplňoval
potřeby výrobního závodu. Nicméně s nástu-
pem deterministických ethernetových protokolů
a redundantních protokolů s nulovou chybovostí
se potřeba samostatné sítě fieldbus pro přenos
dat ze senzorů dramaticky snížila. Je možné
a žádoucí zavést integrovanou infrastrukturu
průmyslového Ethernetu, která sahá od řídicího
centra až po samotný okraj sítě – senzory.
Bezskříňové bloky I/O (rovněž nazývané dis-
tribuční bloky) jsou prostředkem, jenž podporuje
vedení Ethernetu až k senzoru. Bezskříňové bloky
I/O lze instalovat poblíž senzorů a tím odstranit
logistickou složitost vedení kabelu zpět k centrál-
nímu řídicímu panelu pro každý senzor. Aktivní
(neboli inteligentní) bezskříňové bloky I/O, pod-
porující průmyslový Ethernet, umožňují obou-
strannou komunikaci mezi blokem I/O a progra-
movatelnými automaty (PLC) nebo vzdálenými
terminály (RTU).
Infrastruktura průmyslového Ethernetu,
usnadněná bezskříňovými bloky I/O, má potenci-
ál přinášet výraznou výrobní efektivitu a úsporu
nákladů. Nejenže umí podporovat řídicí a bez-
pečnostní funkčnost, ale také sběr dat, který lze
použít pro sledování a vysledovatelnost, správu
výrobních prostředků, histo-
rické záznamy a další operač-
ní a výrobní potřeby. Vedení
průmyslového Ethernetu až
k senzorům navíc umožňuje
provozovat závody pod jedním
komunikačním protokolem,
což snižuje složitost hardwaru
a operací. Připojením senzorů
k průmyslovému Ethernetu
prostřednictvím bezskříňo-
vých bloků I/O se zvyšují pří-
ležitosti ke snižování nákladů
na zavádění a údržbu při sou-
časném dramatickém zvýšení
celkového výkonu a spolehli-
vosti. ce
Mike Miclot je viceprezident pro marketing divize
Industrial Solutions společnosti Belden Americas
Group.
hlavní téma
Bezskříňové bloky I/O instalované poblíž
senzorů odstraňují nutnost dalšího kabelu
od každého senzoru k řídicímu místu. Aktivní
(neboli inteligentní) bezskříňové bloky I/O
umožňují obousměrnou komunikaci mezi
blokem I/O a PLC nebo RTU. Na snímku I/O
modul Belden Profibus-DP.
Obrázek poskytla společnost Belden.
vyvinout nespočet řešení, jako je DeviceNet,
Modbus TCP, Profinet, EtherNet/IP, Profibus, CC-
Link… a tento seznam by mohl ještě pokračovat.
Totéž bylo zapotřebí pro převodníky, kamerové
systémy a mnoho dalších komponent potřebných
pro automatizaci složitého stroje. A aby to bylo
ještě horší, v budoucnu i tyto protokoly, které sdí-
lejí Ethernet na fyzické vrstvě, budou potřebovat
specializovaný (tzn. nekompatibilní) hardware.
Zpočátku nebyla situace tak špatná. Například
až donedávna jsme mohli vyrábět řídicí prvek
RFID, jenž mohl hostit čtyři nekompatibilní
komunikační protokoly (Modbus TCP, TCP/
IP, Profinet a EtherNet/IP) zároveň na stejném
hardwarovém zařízení. Zákazníci si mohli koupit
jednu jednotku a bez nastavování či úprav ji mohli
připojit ke kterékoli ze čtyř síťových technologií
na bázi Ethernetu a řídit ji z PLC. V takovém
případě méně možností znamená optimalizované
vedení skladových zásob, lepší dostupnost,
méně chyb při objednávání a lepší obeznámenost
s produktem při instalaci.
V blízké budoucnosti to z důvodu určitých
změn protokolu (prezentovaných jako vylepšení)
už nebude možné. Tatáž jednotka protokolu Pro-
finet bude vyžadovat specializovaný hardware,
tak jako systém využívající protokol EtherCAT.
Prozatím mohou protokoly EtherNet/IP a Mod-
bus/TCP koexistovat na stejném hardwaru. Nyní
byste se mohli zeptat, zda je nějakou výhodou,
že tyto sítě jsou založeny na Ethernetu. Ve světě,
kde by technické zdroje byly zdarma a termíny
neexistovaly, by to nepředstavovalo problém. Ale
ve skutečnosti duplikované technické zajištění
zvedá náklady na všech úrovních. Je to opravdu
nutné?
Kompatibilita na nízké úrovni
Na úrovni senzorů a bezpečnosti stroje je řešení
akceptováno a podporováno většinou výrobců
PLC. Zatímco toto řešení není vhodné pro zařízení
rozhraní, která si vyměňují velké objemy dat
(systémy RFID, pohony, rozhraní HMI apod.), je
ideální metodou pro přivedení binárních zařízení
a bezpečnostních komponent (jako jsou nouzové
vypínače, bezpečnostní spínače dvířek a světelné
závory) do PLC a poskytnutí PLC způsobu, jak
řídit jednoduché binární výstupy (včetně ventilů,
klaksonů a kontrolek).
Na rozdíl od ethernetových řešení je tento
systém výsledkem společného vývoje 11 firem
průmyslové automatizace, který byl již od počátku
otevřený. Po publikování a uvolnění základní
technologie se k této skupině připojily i další.
Zúčastněné firmy jsou na trhu známy pro své
PLC, senzory, ventily nebo bezpečnostní kom-
Tento 4vstupový a 4výstupový
I/O modul je připevněn
k síťovému kabelu rozhraní
AS-Interface. Je zapotřebí
jen jeden středový šroub pro
zřízení datového a napájecího
připojení. Zařízení AS-Interface
bývají navržena pro aplikace
s montáží do pouzdra (s krytím
IP20) nebo jako stanice
montované v provozu (s krytím
IP65 nebo lepším). Tento modul
nabízí ochranu s krytím až IP68
a IP69k.
Obrázek poskytla společnost
Pepperl+Fuchs.
Otázka ke zvážení…
Jestliže podél základní výrobní úrovně závodu běží
ethernetová superdálnice, mohou senzory připojené
přes bloky I/O zvýšit efektivitu a ziskovost?
www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 33
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/34 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
hlavní téma
ponenty. Rozhraní AS-Interface, uvedené na trh
v roce 1994, je nyní světově nejúspěšnější tech-
nologií sítí na nízké úrovni, jak uvádí zastřešující
organizace AS-International. S téměř 20 miliony
instalovaných provozních zařízení se nejvíce blíží
univerzální síťové technologii v oblasti automa-
tizace. Přibližně 300 dodavatelů nabízí:
• Binární I/O moduly – Tyto moduly umožňují
přivést do PLC stav přepnutí jakéhokoli
konvenčního senzoru. Rozhraní AS-Interface
je deterministickou technologií pracující
v reálném čase s dobou aktualizace sen-
zoru v nejhorším případě 10 ms. (Nejhorší
případ znamená, že se přenáší 248 stavů
vstupů. Méně připojení I/O znamená rychlejší
aktualizace.)
• Analogové I/O moduly – Většina průmyslových
řídicích systémů má přibližně dvakrát více
digitálních vstupů než výstupů a malý počet
analogových signálů. Tyto typy
analogových signálů bývají pomalé
ve srovnání s binárními daty. Rozhraní
AS-Interface umožňuje přenos
takových signálů společně s binárními
daty s dobou aktualizace 35 ms nebo
méně.
• Kontrolky a tlačítka – Kon-
trolky a tlačítka jsou dalším typem I/O
signálu. Důležitým faktorem zde není
časová přesnost, ale jednoduchost
instalace. Například čtyřprvkovou
složenou kontrolku je možno připojit
za pár sekund pomocí pouhých dvou
vodičů rozhraní AS-Interface.
• Funkční bezpečnost – Po více
než 10 let byla síťová zařízení funkční
bezpečnosti životodárnou aplikací pro
rozhraní AS-Interface, protože řešila otázku
nákladů (jsou mnohem levnější bezpečnostní
PLC) a otázku jednoduchosti (těží z výhod
instalace rozhraní AS-Interface). Ve většině
případů lze eliminovat přibližně 90% kabelů
potřebných pro budování napevno zapojeného
bezpečnostního systému. Najednou je návrh
bezpečnostního systému jednoduchým pro-
cesem o dvou krocích. Nejprve se hardware
připojí k rozhraní AS-Interface a následně se
připojí k požadované logice pomocí operace
typu přetažení a spuštění.
Výhody pro výrobce strojů
Výrobci strojů oceňují i další výhody. Protože lze
rozhraní AS-Interface připojit k velkému počtu
systémových desek PLC a ke stejně velkému
počtu průmyslových sítí, I/O a bezpečnostní sys-
tém navržený pro stroj řízený PLC od výrobce „A“
lze snadno (a bez úprav) znovu použít, pokud se
příště použije PLC od výrobce „B“. Díky tomu je
procházení labyrintem konkurenčních a nekom-
patibilních ethernetových řešení na vyšší úrovni
snadné. Je nutno vyměnit jen jednu bránu mezi
PLC a rozhraním AS-Interface.
Koneční uživatelé těží z přínosů dopředné
a zpětné kompatibility sítě, což je jednou
z hlavních zásad členských firem zastřešující
organizace. Pokud například modul v 19 let
staré síti selže, jeho výměna za nové provedení
trvá průměrně méně než jednu minutu. A není
dokonce ani nutné použít produkt od původního
výrobce. Starý systém nemusí být schopen
využívat nejnovější funkce nového modulu, ale
ten bude pracovat stejně dobře jako ten starý.
Podobně pokud deset let starý systém přenášející
data do sítě DeviceNet řízené starším PLC musí
nyní fungovat jako součást sítě EtherNet/IP
na novém PLC, je nutné vyměnit pouze bránu.
Jednodušší to už snad ani nemůže být.
A neměly by technologie automatizaci
zjednodušovat, zlepšovat a zlevňovat? Experi-
ment s průmyslovým Ethernetem neselhal, ale
bohužel nedostál svému potenciálu a očekáváním
zákazníků. Přinejmenším na úrovni připojení I/O
a bezpečnostní úrovni mají uživatelé k dispozici
možnost, která je univerzálně akceptovaná, vysoce
kompatibilní a pracuje s většinou PLC na trhu. ce
Helge Hornis, Ph.D., je manažer skupiny Intelli-
gent Systems společnosti Pepperl+Fuchs. Upravil
Mark T. Hoske, obsahový ředitel, CFE Media,
Control Engineering, mhoske@cfemedia.com.
a
aa
vv
AA
tt
dd
mm
•
tt
ss
čč
ii
ss
zz
vv
•
Na snímku je nejnovější
bezpečnostní řídicí prvek
pro rozhraní AS-Interface,
který umožňuje připojení
až 35 nezávislých
bezpečnostních zařízení.
Tento řídicí prvek
má dva zabudované,
elektronicky bezpečné
výstupy a snadno dokáže
řídit osm nezávislých
bezpečnostních zón.
Obrázek poskytla
společnost
Pepperl+Fuchs.
Produkty rozhraní AS-Interface lze pořídit od velkého
počtu dodavatelů. Díky jejich jednoduchosti
a bezkonkurenční kompatibilitě není nijak neobvyklé
mít ve stejné síti hardware od několika výrobců.
Malý, v provozu montovaný I/O modul, sestava
ventilu a I/O modul montovaný v pouzdře budou
bezchybně pracovat na stejné síti, ačkoli jsou od tří
výrobců.
Obrázek poskytla společnost Pepperl+Fuchs.
V
t
Otázka
ke zvážení…
Může zploštění
víceúrovňové hierarchie sítí
zjednodušit průmyslovou
komunikaci?
„Na úrovni
připojení I/O
a bezpečnostní
úrovni mají
uživatelé
k dispozici
možnost, která
je vysoce
kompatibilní
a pracuje
s většinou PLC.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 35
telemetrické systémy
Komplexní řešení pro telemetrii
– od samotných snímačů
až po připojení na systém ERP
Tomáš Lín
SCADA Servis s. r. o.
Michal Křena
Schneider Electric
Distribuce a skladování ropy, ropných pro-
duktů a zemního plynu, dodávky pitné vody
a sběr odpadní vody, stejně jako distribu-
ce elektrické energie na velké vzdálenos-
ti patří k oblastem se zvýšenými nároky
na provozní bezpečnost, vysokou spolehli-
vost a celkové zabezpečení majetku. Tele-
metrické systémy využívají zejména pod-
niky, které provozují geograficky rozlehlou
technologickou infrastrukturu.
Schneider Electric, vedle procesního řízení
v rámci konceptu PlantStruxure, nabízí také
ucelené technické řešení pro telemetrické apli-
kace. Jednotlivé komponenty telemetrického
systému jsou postaveny na průmyslových stan-
dardech. Mohou být proto použity jak samo-
statně (a integrovány s dalšími částmi jiných
dodavatelů), tak jako integrované řešení (při-
nášející výhody rychlejšího uvedení do provozu
a jednodušší údržby).
V České republice využívá Schneider Electric
partnerství s firmou SCADA Servis, která má
v oblasti telemetrických systémů dlouholeté
zkušenosti.
Základní požadavky na telemetrické
systémy
Telemetrické systémy se používají pro automati-
zaci technologií a technologické infrastruktury,
která není koncentrovaná v jednom místě, ale je
rozmístěna v řadě geograficky odlehlých lokalit.
Tato místa nejsou vždy vybavena širokopás-
movou komunikační linkou a pro komunikaci
se mnohdy využívá datových přenosů přes síť
mobilních operátorů nebo radiovou síť. Pro pře-
nos informací mezi dispečinkem a „odlehlými“
lokalitami lze použít pouze omezenou šířku pře-
nosového pásma, což vede k častým výpadkům
komunikace.
Telemetrické stanice (RTU) jsou připraveny
zastat úlohu sběru dat a lokální automatiza-
ce ve vzdálených lokalitách. Pro komunikaci
s dispečinkem používají telemetrické protoko-
ly – například DNP3 nebo IEC60870. Teleme-
trické protokoly pracují s časově označenými
událostmi (každá veličina má časovou značku)
a umožňují přenášet do nadřazeného dispečer-
ského systému pouze změny veličin. Tím jsou
minimalizovány požadavky na šířku přenosové-
ho pásma. Veškeré informace, které předávají
nadřazenému dispečerskému systému, doká-
žou telemetrické protokoly lokálně archivovat
do doby, než dojde k jejich spolehlivému doru-
čení. V případě poruchy komunikace mezi dis-
pečinkem a lokalitou jsou tedy veškeré události
ve sledovaném procesu ukládány do tzv. bufferu
ve stanici RTU. Po obnově komunikace jsou spo-
lehlivě doručeny na dispečink.
Informace mezi lokalitou a dispečinkem
mohou procházet veřejnými sítěmi. Rostoucí
počet kybernetických útoků vedl k tomu, že
uživatelé telemetrických systémů mají mnohem
vyšší nároky na jejich zabezpečení a kybernetic-
kou bezpečnost.
K častým požadavkům na telemetrické sys-
témy patří také možnost vzdálené diagnostiky,
konfigurace a programování. Telemetrické sta-
nice jsou na tyto operace připraveny. Dojde-li
například při změně konfigurace nebo přehrá-
vání programu do stanice RTU přes GPRS síť
k poruše komunikace, pracuje stanice RTU
v bezproblémovém provozu s původním nasta-
vením až do doby, kdy se do ní nový program
úspěšně přenese.
Telemetrické stanice SCADAPack Smart
RTU
SCADAPack E Smart RTU
reprezentuje novou řadu tele-
metrických stanic, které jsou
určeny pro sběr dat, monito-
rování a automatické řízení
technologické infrastruktury.
Integruje v sobě sílu telemet-
rických komunikačních pro-
tokolů DNP3 a IEC60870-5.
Její programovací jazyk je
v souladu s IEC61131. K dal-
ším vlastnostem SCADAPack
Smart RTU patří rozsáh-
lé komunikační schopnos-
ti, podpora průmyslových
komunikačních standardů
(Modbus RTU, Modbus TCP a DF1), duální
aplikace IEC61131-3 a možnost zabezpečené
komunikace AGA12-2. Stanice může sloužit jako
Stanice RTU typu
SCADAPack zajišťuje
komunikaci a přenos dat.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/telemetrické systémy
PLC s komunikačními vlastnostmi RTU, jako tzv.
datalogger nebo jako datový koncentrátor.
Modelová řada stanic SCADAPack Smart RTU
se dodává v kombinacích analogových a digitál-
ních vstupů/výstupů. Základní jednotky jsou
rozšiřitelné pomocí řady rozšiřujících modu-
lů. Inovativní provedení hardware SCADAPack
Smart RTU a firmware zajišťují energeticky
vysoce efektivní režim, který splňuje požadavky
solárně napájených aplikací. Jednotky SCADA-
Pack se vyrovnají s širokým rozsahem provoz-
ních teplot -40 až +70 °C.
Software SCADAExpert ClearSCADA
SCADAExpert ClearSCADA představuje integro-
vanou SCADA platformu, kterou tvoří komuni-
kační server, „real-time“ databáze, zabudovaný
historian, webový server, modul pro přesměro-
vání alarmů (formou e-mailu nebo SMS zpráv)
a tzv. reportovací klient. Díky vícenásobné
redundanci, objektově strukturovanému návr-
hu a on-line nasazení projektu (podporou DMZ
a výkonového serveru) je software SCADAExpert
ClearSCADA přímo předurčen pro telemetrické
aplikace. V minulosti byl software SCADAExpert
ClearSCADA dodáván na český trh pod označe-
ním ClearSCADA. V souladu s celosvětovou stra-
tegií společnosti Schneider Electric již nebude
tento název nadále používán.
SCADAExpert ClearSCADA je objektově orien-
tovaná a otevřená SCADA platforma podporující
řadu standardních průmyslových rozhraní včet-
ně SQL (přes ODBC nebo OLEDB) a .NET. Pomo-
cí těchto zabezpečených rozhraní lze zpřístupnit
„real-time“ databázi SCADAExpert ClearSCADA,
alarmy, události i data z historianu dalším pod-
nikovým aplikacím – například tzv. reprotovacím
nástrojům nebo systémům MIS či ERP.
Důležitou součást SCADA systému předsta-
vuje systém alarmů. Software SCADAExpert
ClearSCADA má zabudovány nástroje pro eska-
laci alarmů na základě řady konfigurovatel-
ných parametrů. Pokud není doručení alarmu
do určité doby potvrzeno operátorem na dispe-
činku, může být automaticky eskalováno a pře-
směrováno (prostřednictvím e-mailové nebo SMS
zprávy) na další osoby (například mistra nebo
pracovníka údržby).
Kybernetická bezpečnost
Základní vlastností moderních telemetrických
systémů je možnost centralizovaného dohledu
a dálkového řízení vzdálených technologií, které
jsou rozmístěny v geograficky rozlehlé oblasti.
Díky moderním komunikačním technologiím lze
informace přenášet v „reálném čase“, prakticky
bez ohledu na vzdálenost. Telemetrické aplika-
ce umožňují jejich uživatelům výrazné zvýšení
efektivity vlastního provozu. Na druhé straně se
mohou telemetrické systémy stát terčem kyber-
netického útoku. Proto je potřeba při budování
a rozvoji řešení věnovat problematice kyberne-
tické bezpečnosti zvýšenou pozornost.
Telemetrické systémy – dodávané společností
SCADA Servis s. r. o. – mohou být vybaveny inte-
grovaným zabezpečením komunikace. Zabez-
pečení AGA12 využívá technologii krytování
a veškerá přenášená data tak před odesláním
zakóduje pomocí dynamického klíče a podpisu.
Opačný postup je použit na straně příjemce
zprávy.
Další možnost ochrany dat představuje
autentifikace, která se používá v případě komu-
nikačního protokolu DNP3 „Secure Authenti-
cation“. Umožňuje zabezpečení všech kritic-
kých operací – např. ovládání technologického
procesu nebo změnu programu v telemetrické
stanici. Přenášená data nejsou kryptována, ale
před provedením každé kritické operace musí
proběhnout ověření (autentifikace) uživatele.
Novinky v oblasti telemetrických
systémů pro rok 2013
Nové stanice SCADAPack Smart RTU
Počátkem roku 2013 byla rozšířena
nabídka telemetrických stanic SCADA-
Pack SmartRTU o několik nových, cenově
zvýhodněných modelů. Konfigurací vstu-
pů/výstupů jsou určeny především pro
automatizaci menších lokalit, například
ve vodárenství. Dodávají se ve variantě
programovatelné nebo neprogramova-
telné.
NováverzesoftwaruSCADAExpertClear-
SCADA 2013
SCADA Expert ClearSCADA 2013 přináší
řadu nových vlastností a vylepšení. Lze
ji provozovat na nových operačních sys-
témech Microsoft Windows 8 a Microsoft
36 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
SCADAExpert
Clear SCADA poskytuje
jednotný přístup ke všem
potřebným informacím.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/Windows Server 2012. SCADA Expert ClearSCA-
DA se dodává s integrovaným historianem. Verze
2013 R1 přináší významné zvýšení výkonu histo-
rické databáze a událostního žurnálu. Vylepšení
podnítily především rostoucí požadavky uživate-
lů na dlouhodobou archivaci dat. Jako příklad
lze uvést systém, který sleduje 250000 veličin
a pro každou z nich se udržuje 25letá historie
dat na permanentních stand-by serverech. To
odpovídá 326 miliónům objektů obsahujících
219 miliard záznamů a zabírajících 7,8 TB disku.
ClearSCADA Mobile pro AndroidTM
Jednu z významných technologických novinek
představuje možnost přístupu k informacím ze
softwaru SCADAExpert ClearSCADA pomocí
mobilního zařízení na platformě AndroidTM.
Informace, přenášené do mobilních zařízení,
jsou zabezpečeny certifikáty SSL. ClearSCADA
Mobile byla od počátku navržena jako mobilní
platforma. Zobrazení dat na mobilním zařízení
je díky tomu otázkou několika sekund – i v pří-
padě zobrazení trendů či výsledku komplikova-
ných dotazů nad událostním žurnálem.
Bezdrátové senzory Accutech 2.0 pro pásmo
2,4 GHz
Bateriově napájené bezdrátové senzory Accu-
tech 2.0 jsou nyní k dispozici pro pásmo
2,4 GHz. Nová verze používá baterie s dvojná-
sobnou životností (více než 6 let provozu). Dosah
bezdrátového senzoru v provedení s externí
anténou je až 1600 m.
Co dodat závěrem?
Produkty pro telemetrii – vyrobené společností
Schneider Electric – jsou prověřeny stovka-
mi aplikací po celém světě, Českou republi-
ku a Slovensko nevyjímaje. Spolehlivě pracují
ve vzdálených lokalitách s možným výskytem
extrémních teplot a vysokou vlhkostí. Po počá-
tečním zprovoznění lze veškerou konfiguraci
jednotlivých prvků systému provádět vzdáleně.
Všechny prvky jsou vybaveny zabudovanou
diagnostikou.
Při současném použití softwaru SCADAEx-
pert ClearSCADA dojde k významnému zkrácení
času na vývoj telemetrického systému a jeho
uvedení do provozu. Umožní to zejména předem
připravené šablony pro konfiguraci a diagnos-
tiku jednotlivých prvků. Kromě monitorování
a dálkového řízení vzdálené technologie lze
telemetrický systém rozšířit o prvky pro moni-
torování spotřeby energií a pro monitorování
komunikační a IT infrastruktury, která vytváří
páteřní systém pro přenos dat.
Bližší informace o telemetrických systémech
lze získat na www.scadaservis.cz nebo
na www.schneider-electric.cz.
www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 37
Nová časová relé Zelio Time RE17
s unikátním mikrokontrolérem
Kdo chce uspět, musí jít s dobou. Je přirozené chtít to nejlepší – ať už se jedná
o velký automobil nebo malé relátko. Schneider Electric proto nelení a uvádí
na trh novou řadu časových relé Zelio Time RE17, která nahrazuje stávající
„RE11“.
h
o
Časová relé Zelio Time RE17 vynikají
především snadným ovládáním. Nasta-
vení času lze provést intuitivně a bez
nástrojů obvykle potřebných pro jemné
doladění. U všech typů je navíc k dispo-
zici transparentní plombovatelný kryt,
který přístroj chrání před nepovolenou
manipulací a přenastavením.
Řada Zelio Time RE17 nabízí relé jed-
nofunkční, dvoufunkční a multifunkční.
Časový rozsah je možné nastavit od 0,1
s až do 100 h. Všechna zmíněná prove-
dení se vyrábějí buď s 8A reléovým, nebo
0,7A polovodičovým výstupem. Vybrat si
lze také z širokého rozsahu napájecího
napětí – od 24 do 240 V. Dokonalé přes-
nosti a spolehlivosti je pak docíleno díky
nové technologii s unikátním mikrokon-
trolérem.
Designově bylo nové časové relé Zelio
Time RE17 sjednoceno s kontrolními
a měřicími relé Zelio Control, což jed-
noznačně přispěje k jednotnému vzhle-
du celého rozváděče. Schéma zapojení
a funkční diagramy jsou pak umístěny
přímo na boční straně přístroje.
www.schneider-electric.cz
Časové relé Zelio Time RE17
s reléovým výstupem
telemetrické systémy
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/38 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
hlavní téma
B
ylo již hodně napsáno o tom, jak navr-
hovat intuitivní a funkční rozhraní
HMI (rozhraní člověk-stroj) pro nejrůz-
nější technické a procesní platformy.
Ale zamysleli jste se někdy nad tím, jak navrhovat
rozhraní HMI, které se bude používat jen zřídka?
Stává se to častěji, než byste si mohli myslet. Tato
zařízení najdete zastrčená v nejrůznějších pro-
cesních oblastech vašeho závodu, kam operátoři
zajdou jen málokdy. Chcete vědět více o nejlep-
ších zásadách navrhování v této specializované
oblasti? Níže uvádíme několik aspektů, které
vám mohou pomoci specifikovat a používat tyto
průmyslové sirotky.
Kdepak jsou?
Nejobvyklejším místem, kde lze najít málo použí-
vaná HMI, jsou specializované podsystémy pro-
cesních zařízení, které jsou integrovány do vět-
ších celozávodních systémů. Označují se jako
plošinové systémy a můžeme je najít v mnoha
různých aplikacích, jako jsou bioreaktory, che-
mické vstřikovací systémy, čisticí systémy Cle-
an-in-Palce, chromatografické plošiny, systémy
přípravy médií/zásobníků, systémy neutralizace
odpadů, pasterizátory, systémy vstřikování vita-
mínů/minerálů a mnoho dalších.
Každodenní funkčnost těchto zařízení se
obvykle ovládá jinde, tj. v rámci většího systému
DCS nebo HMI/SCADA. Proč tedy vůbec dávat
lokální rozhraní HMI na taková místa? Existuje
mnoho důvodů, od způsobu, jak byly tyto subsys-
témy zkonstruovány a validovány, až po rutinní
údržbu či nouzový provoz. Podívejme se blíže
na každý z těchto případů použití, abychom lépe
pochopili kritéria pro co nejlepší navrhování.
Využívat, nebo vyhodit?
Plošinové systémy se často montují a vylisují
nezávisle na větším systému. Počáteční validace
a testování je obvykle továrním testem v závodě
výrobce plošiny. Podobný test se provádí, když se
plošina instaluje v provozu závodu. V závislosti
na odvětví a procesu mohou být tyto validace
poměrně rozsáhlé.
Lokální rozhraní HMI může tuto validaci a tes-
tování v mnoha směrech usnadnit. Během tes-
tování v závodě představuje toto rozhraní okno
do procesního vybavení, které by jinak mohlo být
obtížné pozorovat bez hostitelského systému. To
zahrnuje i viditelnost veškeré přístrojové techni-
ky a stavu zařízení. První test obvykle ověřuje,
zda vše funguje mechanicky a elektricky podle
očekávání. Lokální rozhraní HMI může vynu-
tit zapnutí nebo vypnutí ovládaného zařízení
(s náležitým zabezpečením), aby se potvrdilo, že
vše funguje, jak má. Po nainstalování a spuštění
na základní výrobní úrovni mohou tytéž ovládací
prvky poskytovat údržbovým technikům závodu
možnost monitorovat a řídit zařízení na lokální
plošině, pokud je potřeba.
Lokální rozhraní HMI může rovněž usnadňo-
vat testování automatizovaných sekvencí a fází
plošiny. Lokální monitorování může poskytovat
rychlý náhled na stav všech senzorů, ovládacích
prvků, sekvence nebo status fáze aktivní na plo-
šině. V případě potřeby může lokální HMI rovněž
iniciovat individuální řídicí fáze a sekvence. Zís-
kává se tak možnost testování bez připojeného
hostitelského systému a zajišťuje se tím nouzový
provozní servis po instalaci plošiny v provozu
závodu.
Hlediska související s platformou
Nyní, když máme představu, kde tato rozhraní
HMI najdeme a jak se využívají, je klíčovým prv-
kem při navrhování určit tu nejlepší platformu
hardwaru/softwaru, kterou bychom měli použít.
Můžete zvolit stejný systém, jaký je na hostitel-
ském systému, nebo se rozhodnout pro něco
jednoduššího. Oba přístupy mají své výhody.
Pokud volíte stejný systém, jaký je na hostitel-
ském systému, lokální rozhraní HMI lze udržovat
na stejné softwarové vývojářské platformě, což
zjednodušuje archivaci, kontrolu verzí a rutinní
údržbu systému. Tím se rovněž eliminují náklady
na nákup, údržbu a školení související s něko-
lika vývojovými platformami. Standardizovaný
hardware dále snižuje nutnou výši skladových
zásob a náklady na vedení skladu. Síťové při-
Tvorba rozhraní HMI,
které se nevyužívá
Když vám dodají novou plošinu se zařízením nebo stroj, pravděpodobně bude mít
své vlastní rozhraní HMI, nicméně toto zařízení se bude ovládat ze širšího systému.
Co byste měli od tohoto nadbytečného rozhraní HMI chtít?
David McCarthy
TriCore
A
z
z
v
Klíčové
koncepce
I když je rozhraní HMI
vzdálené, může být
užitečné.
S určitou předvídavostí
můžete takový systém
optimalizovat z hlediska
širších potřeb vašeho
závodu.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 39
hlavní téma
pojení k lokálnímu rozhraní HMI je stejné jako
u ostatních pracovních stanic v hostitelském
systému. V případě potřeby je obecně jednodušší
zobrazit na lokálním rozhraní HMI obrazovku
hostitelského systému a informace o značkách.
Pokud je plošina navržena pro operace lokální
údržby a nouzového provozu, je u této koncepce
pravděpodobné robustnější zabezpečení.
Jednodušší platforma HMI má své vlastní
výhody. Při této koncepci jsou obvykle nižší počá-
teční náklady na hardware a software. V tomto
prostředí mohou být také nižší náklady na pro-
gramování. Tato řešení mají často menší fyzické
nároky, pokud jde o prostor na ovládacím pane-
lu. Typ síťového připojení může být stejný jako
u hostitelského systému nebo může využívat
jednodušší přímé připojení k programovatelné-
mu řídicímu prvku plošiny, což šetří náklady
na kabeláž.
Komplexní pohled
Jak jsme si již řekli, lokální rozhraní HMI je
možno používat pouze pro testování, ale mohou
také hrát dlouhodobější roli při údržbě a nouzo-
vém provozu jejich souvisejícího zařízení. Mohou
být na stejné platformě jako hostitelský systém
nebo na jednodušší platformě.
Pokud odpovíte kladně na kteroukoli z násle-
dujících otázek, můžete pravděpodobně fungovat
s jednodušší a levnější variantou:
• Je plošina fyzicky blízko k pracovní stanici
hostitelského systému?
• Používá se lokální rozhraní HMI pouze pro
testování?
• Záleží na fyzických rozměrech ovládacího
panelu?
• Je rozpočet velmi omezený?
Na druhou stranu, pokud dáváte přednost
standardizaci, mohou pro vás být významné tyto
faktory:
• Společné platformy pro vývoj softwaru v rámci
celého procesu.
• Podobný grafický vzhled a způsob ovládání
u všech pracovních stanic.
• Společné hardwarové platformy.
• Standardizovaná síťová kabeláž.
• Velký důraz na zabezpečení.
Jestliže jsou tato hlediska důležitá, uvažujte
o použití stejné platformy, jakou má hostitelský
systém.
V případě jednodušší varianty uvažujte o pro-
gramování těchto rozhraní HMI s jednoduchým
textem a numerickým stavem omezeným na pří-
strojovou techniku, zařízení a funkční stav
plošiny. Pokud se vyžaduje možnost převzetí
manuálního řízení (to bude nejspíš v případě, že
plošina není poblíž pracovní stanice hostitelské-
ho systému), zajistěte co největší zabezpečení,
jaké vývojová platforma dovoluje, a programujte
pomocí nativních objektů co nejjednodušším
způsobem. Totéž platí pro nouzový provoz, pokud
se vyžaduje.
Když je vaše lokální rozhraní HMI na stejné
platformě jako hostitelský systém, zvažte pre-
zentování stavových a řídicích informací podobně
jako v hostitelském systému. Za tímto účelem
můžete jednoduše vložit obrazovky nebo ovládací
prvky z hostitelského systému do lokálního roz-
hraní HMI. Potřebujete-li pro efektivní nouzové
řízení informace z jiných oblastí, zvažte vložení
obrazovek hostitelského systému z těchto oblas-
tí. Zajistěte, aby všechny manuální a nouzové
operace byly plně zabezpečeny.
Ačkoli se tato lokální rozhraní HMI nemusejí
využívat často, hrají významnou roli. Při navr-
hování kritérií pro vaši aplikaci se řiďte těmito
doporučeními. ce
David McCarthy je prezident a CEO společnosti
TriCore.
„Každodenní
funkčnost těchto
zařízení se
obvykle ovládá
jinde, takže
proč umisťovat
lokální rozhraní
HMI na všechna
místa? Existuje
mnoho důvodů,
od způsobu, jak
byly subsystémy
zkonstruovány
a validovány,
až po rutinní
údržbu či nouzový
provoz.
“
Tato plošina pro míchání
ingrediencí, postavená pro
závod zpracování potravin,
používá stejné rozhraní
HMI jako větší řídicí
systém závodu. V důsledku
toho je propracovanější,
než by bylo nutné pro
zajištění jen základní
funkčnosti. I když to může
být zpočátku nákladnější,
používá společné součásti,
náhradní díly a software,
které již závod má. Tím
je možno dosáhnout
nižších nákladů po dobu
životnosti. Obrázek
poskytla společnost
TriCore.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/40 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
5
hlavní téma
D
ynamicky se měnící světové trhy
očekávají neustálý růst znalostí,
dovedností a kompetencí budoucích
techniků. K tomu mohou pomoci
partnerství mezi univerzitami a výrobními či
technologickými firmami. Zprávy z trhu ukazují,
že inovativní technologie, jako jsou programova-
telné automaty PLC a PAC, digitální servopohony
a průmyslové roboty, zvyšují svůj tržní podíl
v průmyslových aplikacích.
Proto musí moderní vyšší vzdělávání změnit
svůj přístup k začleňování nejnovějších průmys-
lových trendů a technologií. Úspěch budoucích
techniků na tomto dynamicky se měnícím pra-
covním trhu kriticky ovlivňuje následujících pět
klíčových faktorů.
Krok č. 1: Přizpůsobte nabídku vzdělávání
poptávce na lokálním pracovním trhu
Technici zítřka, kteří chtějí najít práci v tomto
dynamicky se měnícím světě, hledají nabíd-
ku vzdělávání, jež poskytuje výhody pro jejich
budoucí profese. IT technik, řídící technik, elek-
trotechnik a mechanik budou na pracovním
trhu vždy mezi vyhledávanými odborníky. Dobře
připravení absolventi mohou na příslušných
pracovních pozicích očekávat dobré mzdy a kari-
éru v perspektivních průmyslových odvětvích.
Z těchto důvodů musejí představitelé technic-
kých univerzit komunikovat se zástupci lokální-
ho průmyslu, aby vyhodnotili potřebné znalosti
a kriticky významné dovednosti jejich budou-
cích zaměstnanců. Pro dosažení tohoto cíle je
užitečné zřídit radu vybraných univerzitních
vzdělávacích pracovníků a oblastních průmys-
lových lídrů, aby zajistili, že nabídka učebních
plánů je v souladu s regionálními potřebami
zaměstnavatelů.
Krok č. 2: Zvyšte počet praktických kurzů
ve vzdělávacím procesu
Vzdělávací proces musí kromě přednášek obsa-
hovat laboratorní hodiny a malé praktické pro-
jekty, aby se aplikovaly naučené znalosti. Spo-
lupráce s firmami, které mají podobné operační
profily jako studované obory, umožňuje univer-
zitám přístup k dalším moderním vzdělávacím
metodám. Patří k nim praktické semináře, labo-
ratorní praktika a certifikované přednášky vypra-
cované na základě školicích materiálů dodaných
firmami. Studenti navíc mohou své diplomové
práce založit na materiálech z reálné praxe, které
poskytnou spolupracující společnosti.
Abychom studentům pomohli rozvíjet a zdo-
konalovat jejich praktické dovednosti, musíme
jim umožnit spolupráci se zkušenými techniky,
a to v rámci odborně vedených technických stáží.
Externí dotace od spolupracujících partnerů,
dalších institucí a vlád (v našem případě grantů
EU) umožňují univerzitám prostřednictvím pro-
cesu žádostí vybrat ty nejlepší studenty a poskyt-
nout jim dobře placené technické stáže po dobu
nejméně tří měsíců.
Takový operační model může být úspěšně
podporován využitím moderních internetových
nástrojů (jako je intranetový systém Fakulty
elektrotechniky při Západopomořské technic-
ké univerzitě v polském Štětíně). Tento systém
umožňuje spolupracujícím firmám seznámit se
s aktuální úrovní znalostí a dovedností studentů
ve vybraných studijních oborech.
Tato platforma rovněž pomáhá firmám vybírat
témata, která nabízejí pro vypracování diplomo-
vých prací.
Krok č. 3: Dovolte studentům podílet se
na výzkumné práci
Neustálá spolupráce mezi výzkumnou fakultou
a regionálními firmami často přináší společně
vedené projekty výzkumu a vývoje. Tento model,
který podporuje účast těch nejaktivnějších stu-
dentů na výzkumu, výrazně zvyšuje jejich zku-
šenosti se špičkovou řídicí a měřicí technikou
a v rámci vzdělávacího procesu jsou tak vycho-
váváni budoucí elitní absolventi. Tyto aktivity
rovněž zvyšují počet a kvalitu doktorandů.
Pět cest k zajištění
nové generace pracovníků
Technologický pokrok je výzvou a přínosem pro průmyslová odvětví na celém světě.
Úspěch budoucích a současných techniků na tomto dynamicky se měnícím pracovním
trhu ovlivňuje pět klíčových faktorů.
Krzysztof Pietrusewicz,
Paweł Waszczuk
ž
v
T
Klíčové
koncepce
Přizpůsobte vzdělávání
potřebám lokálního
průmyslu
Zvyšujte podíl prak-
tických zkušeností
ve vzdělávání a výzkumu
Univerzity by měly
pomáhat lokálním
absolventům a podporo-
vat navazující vzdělávání
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 41
Krok č. 4: Univerzity by měly podporovat vstup
absolventů na pracovní trh
Aby technické univerzity pomohly naplňovat
očekávání studentů, měly by organizovat setká-
ní s budoucími zaměstnavateli. Jak je popsáno
v kroku č. 2, webové platformy pro výměnu
informací umožňují firmám prezentovat pracov-
ní příležitosti a možnosti stáží pro vysoce kvali-
fikované techniky. Rámec organizačních aktivit
univerzity by měl zahrnovat pravidelné trhy
práce, prezentace vědeckých klubů a setkání
organizovaná ve spolupráci s firmami.
Díky získání externího financování mohou
univerzity podporovat i rozvoj tzv. „měkkých
dovedností“ (soft skills) studentů, jako jsou pre-
zentační techniky, interpersonální dovednosti
a vyrovnávání se stresem a časovým tlakem.
Krok č. 5: Podporujte neustálý růst kvality
znalostí a dovedností absolventů
Velmi důležitým aspektem aktivit univerzit
v prezentovaném modelu je monitorování a vali-
dace znalostí a dovedností uchazečů a absol-
ventů, kteří vstoupili na pracovní trh. Tento
průzkum může poskytnout potřebné informace
o nejdůležitějších kvalifikacích, které studenti
potřebují. Tyto informace pomáhají zvyšovat
kvalitu výuky ze strany přednášejících. Spolu-
práce učitelů a studentů na publikování článků
ve vědeckých časopisech představuje další způ-
sob zapojení a učení.
Monitorování počtu účastnících se absolven-
tů a času, který věnovali nalezení svého první-
ho zaměstnání, je další možnou rolí univerzity
a mohlo by poskytovat budoucí příležitosti, jak
reagovat a přizpůsobit se dynamickému prostře-
dí průmyslového trhu práce.
Kariérní cesty absolventů ve zde popsaném
vývojovém modelu a na schématu jsou v sou-
ladu s novými zákonnými předpoklady vyšší-
ho vzdělávání v Evropě. Poskytují základ pro
budování úzkých vztahů mezi technickými uni-
verzitami a průmyslem. Fakulta elektrotech-
niky při Západopomořské technické univerzitě
v polském Štětíně tento model využívá již přes
10 let a vychovala mnoho techniků pracujících
v Polsku i jinde v Evropě, kteří nyní úspěšně
řídí oddělení v předních automatizačních spo-
lečnostech. Zde prezentovaný model byl imple-
mentován na 95% Fakulty elektrotechniky této
univerzity. ce
Krzysztof Pietrusewicz, DSc, je ředitel dvou grantů
financovaných EU (v hodnotě 3,7 milionu dolarů
stéměř700zúčastněnýmistudenty,včetněřídících
techniků, ICT techniků, mechaniků, materiálových
inženýrů a inženýrů mechatroniky), které
zvyšují hodnotu vzdělávání na Západopomořské
technické univerzitě v polském Štětíně. Paweł
Waszczuk je doktorandem elektrotechnického
oboru na této univerzitě. Oba jsou redaktoři
časopisu Control Engineering Polsko. Upravil
Mark T. Hoske, obsahový ředitel, CFE Media,
Control Engineering, mhoske@cfemedia.com.
Uchazeči
Zadávání údajů
Informace Informace Informace
Zadávání údajů
Nabídky
Hodnocení
Zadávání údajů
Produktový
technik
Vyšší vzdělávání
Praktické aspekty
Stáže
Certifikáty, školení
Diplomové práce
Webová platforma
(včetně postupů pro zadávání údajů, statistik, portfolií, témat pro diplomové práce, postupů hodnocení, nabídek stáží)
Výzkum a vývoj
Nejlepší studenti
Vědecké aktivity
Příprava vědeckých článků
Malé vědecké úkoly
Přední průmysloví hráči
Poradní výbor
Laboratorní témata
Hodnocení nabídky vzdělávání
Diplomové práce > řešení průmyslových problémů
Témata pro výzkum a vývoj
Vzdělávací proces
Portfolio studentů
Ceny za nejlepší diplomové práce
Nabídky zaměstnání
Soutěže o stáže
Jakpřitáhnout
uchazeče?
Jakvychovávat
elitníabsolventy?
Jakmaximalizovatpočet
zaměstnanýchabsolventů?
Jakdosáhnouttrvalého
růstukvalityvzdělávání?
Jak maximalizovat množství
jejich praktických dovedností?
Schéma: Tok zdrojů při vzdělávacím procesu – modelování cest partnerství průmyslové a akademické sféry. Obrázek poskytla
Západopomořská technická univerzita v polském Štětíně a Control Engineering Polsko.
Otázka ke zvážení…
Spolupracujete s lokálními technickými univerzitami,
průmyslovými školami a středními školami
na směřování, rozvíjení a využívání výsledků výzkumu
a talentovaných studentů? Zašlete odkaz na tento
článek lokálnímu technickému vyučujícímu, abyste
zahájili nebo rozšířili spolupráci.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/42 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
automatizace v potravinářství
Z
ávod společnosti Knorr na balení pro-
duktů do sáčků v německém Heilbron-
nu balí ročně miliony produktů, jako
jsou instantní omáčky Fix Spaghetti
Bolognese, Fix Goulash
a Fix Pot Roast. Tento
závod průběžně vylepšu-
je své výrobní stroje, aby
splňovaly nejnovější poža-
davky na technické para-
metry a potravinářskou
hygienu. Iniciativa TPM
(Total Productive Mainte-
nance) společnosti Knorr
umožnila nejen udržování
úrovně jejího výkonu, ale
také její zvyšování v prů-
běhu let. Nejnovějším
počinem v rámci tohoto
vylepšování byla instala-
ce inteligentního systému počítačového vidění
společnosti Cognex, který má zajišťovat 100%
kontrolu těsnosti vyráběných sáčků. Systém počí-
tačového vidění, jejž společnost Knorr zavedla,
tvořil systém počítačového vidění In-Sight®
Micro,
software In-Sight Explorer s technologií rozpozná-
vání vzorů PatMax®
a vizualizační panel Cognex
VisionView 700. Tento systém instalovala společ-
nost aku.automation z německého Aalenu.
Cílem je 100% kvalita
Ve fázích plnění nebo konečného zatavování
sáčků u vysokorychlostní výroby sáčků může
občas docházet k výrobním chybám. Avšak spo-
lečnost Knorr si předsevzala, že přijatelná je
pouze nulová chybovost, aby byla udržena nej-
vyšší kvalita. Protože běžné opotřebení výrobních
strojů znemožňuje vyrábět bezchybné produkty
donekonečna, je možno pouze vyřazovat vadné
položky pomocí kontroly každého konečného
produktu. Až do nedávné doby se toho společnost
Knorr snažila dosáhnout pověřením pracovníků,
kteří na konci výrobní linky vizuálně kontrolo-
vali plné přepravky po dobu několika sekund
a hledali porušené uzávěry. Ačkoli to fungovalo
poměrně dobře a zákazníci nepodávali reklama-
ce kvůli vadným produktům, společnost Knorr
chtěla inteligentní systém počítačového vidění
společnosti Cognex, aby zabezpečila, že splní
svůj cíl nulové chybovosti.
Skepsi nahradilo nadšení
Pracovníci byli zpočátku skeptičtí, zda automa-
tická optická inspekce produktů dokáže držet
krok, když bude integrovaná do procesu. Ovšem
to se rychle změnilo v nadšení. Systém počítačo-
vého vidění In-Sight společnosti Cognex dokázal
posuzovat kvalitu zatavených uzávěrů blesko-
vou rychlostí. V černobílém režimu kamery se
dobře zobrazuje jemné žebrování mezi zatavený-
mi svary s kontrastem mezi světlými a tmavými
místy. Jakékoli překrytí materiálu nebo vadné
svary jsou okamžitě detekovány a produkt je
vyřazen.
Dalším důležitým kvalitativním parametrem
je úhel, který svírá zatavený spoj s vnějším okra-
jem sáčku. Pomocí technologie rozpoznávání
vzorů PatMax systém In-Sight Micro zpracovává
zjištěné hodnoty, pomocí interního procesoru je
porovná s tolerančními mezemi, a je-li hodnota
pod nebo nad mezí, zašle signál o abnormální
situaci do PLC, který produkt vyřadí z procesu.
Díky ořezání obrazu pouze na oblasti, které
jsou relevantní pro kontrolu kvality, dokáza-
li odborníci na počítačové vidění společnosti
aku.automation zvýšit rychlost kontroly na 840
Společnosti Knorr a aku.automation dosahují
100% úspěšnosti kontroly balení potravin
pomocí systému In-Sight
Ralf Baumann
B
a
z
j
s
d
m
h
(
n
u
ú
t
b
p
v
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 43
automatizace v potravinářství
rámců za minutu. Systému počítačového vidění
to stále ponechává dostatečnou kapacitu a ově-
řování je spolehlivé.
Kvalita, nikoli kvantita
Systém In-Sight Micro poskytuje společnosti
Knorr a aku.automation kompletní řešení zpra-
cování obrazu, na které se mohou spolehnout,
a to vše v kompaktním provedení o rozměrech
pouhých 30 mm × 30 mm × 60 mm. Díky malým
rozměrům má systém In-Sight Micro extrémně
široký rozsah možností instalace, takže jej lze
použít kdekoli na výrobní lince, dokonce i v těs-
ných prostorách u robotů a na velmi nepřístup-
ných místech. Díky obrazovce uživatelského
rozhraní VisionView je monitorování
výroby a kontroly velmi jednodu-
ché. Výkonné a cenově dostupné
uživatelské rozhraní poskytuje uži-
vatelské prvky chráněné heslem pro
nastavování parametrů nástrojů pro
počítačové vidění a cílených regionů
na základní výrobní úrovni bez nut-
nosti počítače PC. To znamená, že
odpovědní zaměstnanci společnosti
Knorr mohou po velmi krátkém zau-
čení nezávisle konfigurovat systém,
regulovat jej a zasahovat v přípa-
dě abnormálních situací při výrobě
a kontrole.
Společnost Cognex
Společnost Cognex Corporation
navrhuje, vyvíjí, vyrábí a uvádí
na trh systémy počítačového vidění
a průmyslové systémy snímání ID
kódů neboli zařízení, která dokážou
„vidět“. Společnost Cognex je svě-
tovým lídrem v oblasti počítačové-
ho vidění a průmyslového snímání
ID kódů. Její systémy počítačového
vidění a snímání ID kódů se vyu-
žívají po celém světě, a to v celé
řadě inspekčních, identifikačních a naváděcích
aplikací v rámci výrobního a distribučního pro-
cesu. Klíčovými trhy jsou automobilový průmysl,
výroba potravin a nápojů, farmaceutický průmy-
sl, logistika a výrobci OEM. Společnost Cognex
má sídlo ve státě Massachusetts (USA) a regio-
nální zastoupení a distributory po celé Severní
Americe, Evropě, Asii, Japonsku či v Latinské
Americe. Také ve východní Evropě rozšiřuje spo-
lečnost Cognex svou lokální přítomnost a nyní
nabízí technickou podporu a školení v učeb-
nách svých zastoupení v polské Vratislavi (Wro-
cłav) a maďarské Budapešti. Další podrobnosti
naleznete na webové stránce společnosti Cognex
na adrese www.cognex.com.
Kontakt na prodejce:
Pavel Sejček,
Sales Engineer Czech
Republic
info.cz@cognex.com
Jan Kučera,
Sales Engineer Slovakia
info.sk@cognex.com
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/44 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
automatizace v potravinářství
T
P80 je nejvýkonnější SCARA robot
na světě, čímž se stává základem kon-
kurenční výhody pro každou moderní
společnost. Je určen pro vysokorych-
lostní aplikace 100–200 PPM (picks per minute).
Ve srovnání s hexapody je rychlejší, efektivnější,
spolehlivější, s méně komplikovanou zástav-
bou, navíc je k dostání za lepší cenu a s nižšími
náklady na integraci.
Robot TP80
TP80 je robotem typu „Fast Picker“ navrže-
ným pro operace s malou zátěží do jednoho
kilogramu. Je obzvláště výkonný a vhodný
pro balicí aplikace v různých průmyslo-
vých oblastech, jako jsou potravinářství,
farmacie, fotovoltaika, ale i elektro,
automobilový průmysl, kosmetika
a plastikařina. Se spo-
lehlivou opa-
kovatelnou přesnos-
tí, s úsporným designem pro
snadnou integraci a bezkonkurenční
cenou je tento robot ideální pro potřeby
dnešního trhu. Hlavní výhody TP80 lze
shrnout do tří oblastí: rychlost, jednoduchost
a ochrana.
Rychlost
Počet cyklů za minutu lze dlouhodobě udržet
až na hranici 200. Vždy záleží na vzdálenosti
přesunu a hmotnosti daného výrobku. Pro ori-
entaci cyklus 25–305–25 (kde první a poslední
číslo je výše zdvihu a prostřední vzdálenost
posunu) se zátěží 0,5 kg je 185 PPM. Pro cyklus
50–700–50 s 0,5kg zátěží je to stále solidních
105 PPM. Roboty lze samozřejmě řetězit či řadit
vedle sebe a násobit tak rychlost požadovaného
taktu. Roboty Stäubli vynikají dlouhými ser-
visními intervaly (až 20000 motohodin) díky
patentovaným bezotěrovým převodovkám, které
vysoké rychlosti netrápí.
Jednoduchá zástavba
Robot lze uchytit na stávající vertikální kon-
strukce a oproti lineárním robotům a hexapo-
dům nabízí značné úspory materiálu i práce
na osazení a integraci. Paže robotu má jedno-
duchý a nízkoprofilový design umožňující ope-
race uvnitř stávajících strojů, v těžko dostup-
ných místech a jako součást většího zařízení či
technologické linky. Dosah robotu má poloměr
800 mm s maximálním zdvihem 100 mm. Kon-
strukce robotu garantuje velkou tuhost ramene
a stejnou opakovatelnou přesnost ±0,05 mm
v celé pracovní obálce. Robot váží pouhých
71 kg, takže způsob uchycení dává velký prostor
kreativitě návrhu.
Ochrana a spolupráce
TP80 má maximální úroveň krytí IP 65 s velmi
dobrou ochranou proti částicím a tekutinám.
Elektrokabeláž, signální kabeláž i pneumatika
jsou napojeny jediným konektorem na základně
robotu a pokračují dále uvnitř ramene. Dynami-
ka pohybu vyžaduje vysoký standard komple-
tace robotu a vnitřních komponent. Jedná se
o opravdové „švýcarské hodinky“. Robot je navr-
žen pro přímou spolupráci s kamerou a svou
činností nezasahuje do monitorovaného úseku
na pásu nebo lince. Díky revolučnímu systému
UniVal lze robot přímo řídit nadřízeným PLC
automatem a poskytnout tak koncovému zákaz-
níkovi stroj či zařízení již osazené robotem s jed-
ním ovládacím rozhraním, navíc bez nutnosti
zaškolování na daný typ robotu.
Robot nahradí ruční práci
Robotika se díky velmi dynamickému rozvoji
kamerových systémů dostává do popředí zájmu
průmyslových oblastí, které si dlouho kon-
Vysokorychlostní robot
pro přesnou práci
Jan Woff
Stäubli Systems
Švýcarská společnost Stäubli loni oslavila 120 let existence (robotika 30 let,
od roku 1982), a to uvedením novinky v oblasti SCARA čtyřosých robotů určených
pro rychlou práci v horizontálních aplikacích – robotu TP80.
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 45
automatizace v potravinářství
zervativně udržovaly velký objem lidské ruční
práce, například potravinářství. Tento robot je
výborným koncovým prvkem na velkokapacit-
ních linkách pro výrobu cukrovinek, mléčných
výrobků, masných produktů, u pásových pecí
na pečivo apod. Kromě toho zastane práci něko-
lika lidí na balicím stanovišti jakéhokoli výrobku
o rozměrech řádově v centimetrech a hmot-
nosti do 1 kg. Dalším referenčním odvětvím je
polovodičový průmysl a fotovoltaika, kde robot
těží z kombinace velké rychlosti, ale zároveň
opakovatelné přesnosti v řádu setin milimetru.
Osazování plošných spojů, práce s křemíkový-
mi „wafery“ nebo speciality z optiky se bez této
přesnosti neobejdou. Pro svou unikátní kombi-
naci ceny a užitné hodnoty je tento robot nepo-
stradatelný pro společnosti, jež zamýšlejí zvýšit
svou konkurenceschopnost. Robot bude pro ČR
a SR k vidění na Mezinárodním strojírenském
veletrhu v Brně a na Salimě 2014.
j.woff@staubli.com
www.staubli.cz/cz/roboti/
HLEDÁTEsystémového
integrátora?
Hledejte na správném místě:
www.integratori.controlengcesko.com
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/46 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
produkty
U řady pro distribuované řízení moto-
ru Allen-Bradley ArmorStart LT byla
uvedena na trh varianta pro síť Devi-
ceNet – svým uživatelům nabízí výkon-
nou alternativu k variantě pro síť Ether-
Net/IP, jež byla na trh uvedena počátkem
roku 2012.
Allen-Bradley ArmorStart LT představuje
integrované, předpřipravené řešení distri-
buovaného řízení motorů, které poskytuje
vynikající výkon za skvělou cenu a uspokoju-
je potřeby průmyslových provozů ve smyslu
velikosti, jednoduchosti a výkonnosti.
ArmorStart LT poskytuje kompaktní veli-
kost bez ústupků na poli výkonnosti nebo
funkční výbavy a je k dispozici ve třech varian-
tách: řízení motoru s plným napětím, reverzní
s plným napětím nebo řízení s variabilními
otáčkami. Jelikož má certifikaci UL, je vhodné
pro globální použití včetně Severní Ameriky.
Rockwell Automation s. r. o.
Řešení distribuovaného řízení motorů rozšířena na variantu
DeviceNet
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.controlengcesko.com CONTROL ENGINEERING ČESKO DUBEN 2013 47
Název společnosti strana www telefon
B + R automatizace, spol. s r. o. 26, 27 www.br-automation.com 541 420 311
Balluff CZ s. r. o. 31 www.balluff.cz 281 000 666
Cognex 42, 43 www.cognex.com 737 489 292
Distrelec Ges.m.b.H. 11 www.distrelec.cz 800 142 525
eWON 4. str. obálky www.ewon.biz 484 845 555
FOXON s. r. o. 5 www.foxon.cz 484 845 555
MICRO-EPSILON Czech Republic, spol. s r. o. 13 www.micro-epsilon.cz 381 213 011
Moravské přístroje, a.s. Vklad www.mii.cz 577 107 171
National Instruments (czech Republic) s. r. o. 6, 7, 8 Czech.ni.com 224 235 774
Rockwell Automation 46, 47 www.rockwellautomation.cz 221 500 111
Schneider Electric CZ, s. r. o. 35, 36, 37 www.schneider-electric.cz +420 382 766 333
Stäubli Systems, s.r.o. 2. strana obálky, 44, 45 www.staubli.com 466 616 124
Veletrhy Brno, a.s. 25 www.bvv.cz/msv 541 152 926
ZAT a. s. 3. str. obálky www.zat.cz 318 652 111
Zadavatelé reklamy
produkty
Nabízí několik standardních vlastností zahrnujících krytí
IP66 vhodné pro prostředí se stékající vodou a další agresivní
prostředí. Každý spouštěč obsahuje šest konfigurovatelných
V/V kanálů, lokální vypínač přímo na zařízení, stavové kon-
trolky a tlačítko reset. Jako volitelnou možnost lze zvolit klá-
vesnici pro lokální řízení motoru s možností přepínání režimů
ruční/vypnuto/automaticky.
Uživatelé mohou rovněž těžit z vynikající integrace s naší
řadou procesorů Logix. Velmi snadnou integraci do automa-
tizační architektury zajišťují další nástroje, jako například
Logix Add-On Profil (AOP), průvodce nastavením nebo gene-
rátor tagů. Vestavěná podpora webserveru umožňuje přístup
k informacím o stavu a k diagnostice odkudkoli z celého světa.
Elektronický řídicí modul navíc obsahuje externě přístupné
přepínače adresy uzlu, konfigurovatelné V/V a obsáhlý sou-
bor stavových a diagnostických LED.
ArmorStart LT lze využívat buď s ochranou pomocí okru-
hového jističe, nebo pomocí pojistky. Jeho specifikace rovněž
umožňují použití v instalacích se skupinovým jištěním moto-
rů v Severní Americe. Zákazníci mají na výběr také variantu
použití volitelného interního zdroje řídicího napětí, čímž se
vyhnou nutnosti zavést pro řídicí napětí samostatné vedení.
Ve standardním provedení jsou všechna externí připojení
provedena ze spodní části jednotky a napájecí, řídicí a moto-
rové přípoje vedou přes těsnicí desku. Pro rychlejší uvádění
do provozu a instalaci jsou konektory pro napájecí, řídicí
a motorové přípoje k dispozici jako volitelná možnost s vyu-
žitím kabelových řešení Allen-Bradley ArmorConnect. Verze
VFD lze rovněž nakonfigurovat s připojením elektromechanic-
ké brzdy pro motorovou brzdu.
Nová verze pro síť Device Net odráží schopnosti své stabilně
zavedené příbuzné pro síť EtherNet/IP, přičemž poskytuje
několik výhod s ohledem na tradiční centralizované řešení
rozváděčů, konkrétně podstatné snížení nákladů na práci
díky snadné instalaci, snížení požadavků na kabeláž, jež
disponuje funkcí rychlého odpojení, dále hladkou integraci
informací od provozu po celý podnik a škálovatelnou a fle-
xibilní konfiguraci, která společnostem napomáhá v udržení
dostatečné reakceschopnosti, aby vyhověly požadavkům
na moderní podnik. www.rockwellautomation.com
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/48 DUBEN 2013 CONTROL ENGINEERING ČESKO www.controlengcesko.com
Č
lánek na straně 28 tohoto vydání
projednává, jak musejí dodavatelé
řídicích systémů poskytovat celou
řadu možností I/O (vstupů/výstupů)
pro různé typy signálů, které uživatel může najít
u procesních senzorů a akčních členů v proces-
ních jednotkách. K nim patří „velká čtyřka“ regu-
lovaných veličin (průtok, tlak, teplota a výška
hladiny) společně s regulačními ventily, bezpeč-
nostními senzory, analyzátory, hmotnostními
senzory apod.
Článek popisuje tři formáty signálů: analogové
s protokolem HART, digitální (binární) a impulzo-
vé. (Budeme ignorovat různé protokoly fieldbus,
bezdrátové protokoly a Ethernet.) Podívejme se
tedy na všechny tři.
Analogové signály
Senzor udává měření své veličiny modulací elek-
trického signálu. Ta může způsobovat změnu
napětí, odporu nebo kapacity. Například:
• termočlánky generují napětí ve vztahu k teplotě;
• tenzometry, termistory a senzory RTD mění
odpor v reakci na pohyb nebo teplotu;
• některá provedení tlakových senzorů využívají
změny kapacity pro kvantifikaci změn tlaku.
Nezpracovaný signál přímo ze senzoru obvykle
není sám o sobě vhodný pro řídicí systém. Potře-
buje zpracování pro úpravu škálování, linearity,
kompenzace apod. Zařízení s touto funkčností se
obvykle označuje jako snímač nebo vysílač. Ter-
močlánky a snímače RTD jsou výjimkou v tom,
že mnoho řídicích systémů má I/O karty, které
mohou přijímat takové nezpracované signály
přímo. Nicméně jejich přenos na dlouhé vzdá-
lenosti je obtížný, takže uživatelé často vkládají
vysílač, aby signál posílili. Ve většině případů
to vytvoří proudovou smyčku 4–20 mA. Vysílač
bude odebírat danou úroveň proudu s napětím
24 Vdc ze zdroje v připojení I/O k řídicímu sys-
tému, a to v závislosti na veličině. Při nulové hod-
notě veličiny bude odebírat 4 mA a při maximální
hodnotě odebírá 20 mA. Cokoli mimo tyto meze
poukazuje na selhání.
Dvouvodičové zařízení napájí své interní obvo-
dy pouze s použitím proudu, který odebírá ze
zdroje napájení, což znamená, že vše může fun-
govat s proudem 4 mA nebo méně. Nicméně
některé potřebují externí zdroj napájení. Existují
čtyřvodičová zařízení, kde dva vodiče přenášejí
regulovanou veličinu a dva přivádějí napájení
na příslušné potřebné úrovni. Většina výrobců
se standardizovala na tomto signálovém formátu
a přešla ze starších napěťových signálů z důvodu
jejich náchylnosti na ztráty ve vedení z důvodu
odporu vodiče.
Doplnění protokolu HART k analogovému sig-
nálu je způsobem, jak přenášet doplňkové infor-
mace modulací proudového signálu způsobem,
který umožňuje přidat digitální informaci k ana-
logovému signálu bez narušení základní regulo-
vané veličiny. (Další informace o protokolu HART
naleznete v článku v našem prosincovém vydání.)
Bližší pohled na analogový signál ukáže, že nejde
o plochou křivku, ale že se moduluje na frekvenci
1,2 nebo 2,2 kHz pro přenos binárních sekvencí.
Připojení I/O nemůže vidět digitální signál bez
modemu, takže se regulovaná veličina nemění.
Digitální signály
V některých případech označování signálu jako
„digitální“ naznačuje něco jako protokol fieldbus
nebo Ethernet, kdy jsou data zasílána v pake-
tech. My však hovoříme o binárním signálu nebo-
li zapnutí a vypnutí. Existuje mnoho procesních
senzorů, které nezasílají skalární data. Mění stav
svého signálu, když veličina překročí určitý práh.
Například alarm nízké úrovně na nádrži se
zapne, když se výška hladiny kapaliny dostane
příliš blízko dnu. Dalším příkladem může být
tlakový spínač, který v určeném bodě zapíná
kompresor. Tato zařízení mohou jednoduše zaví-
rat nebo otevírat sadu kontaktů, podobně jako
relé. V jiných případech se analogový signál
může změnit: 20 mA znamená zapnuto a 4 mA
znamenají vypnuto, ale to jde skutečně o analo-
gové zařízení.
Impulzové signály
Některé senzory, zejména turbínové průtoko-
měry, zasílají svůj signál jako pulzování, jehož
frekvence indikuje regulovanou veličinu. Takový
průtokoměr využívá senzor přiblížení, který se
spouští pokaždé, když kolem něj projde lopatka
turbíny. Vyšší průtok způsobuje rychlejší otáčení
turbíny a zasílá impulzy s vyšší frekvencí.
Tato pestrost signálových formátů vyrostla
z touhy mít pro daný úkol co nejlepší nástroj,
avšak praktické výsledky mohou být matoucí.
V posledních letech alespoň došlo k redukci
počtu signálových formátů a poskytovatelům
systémů se lépe daří přizpůsobovat těm, které
zbývají. ce
Peter Welander je obsahový ředitel časopisu
Control Engineering, pwelander@cfemedia.com.
Peter Welander
Control Engineering
K ZÁKLADŮM
Hovoříme s procesní přístrojovou technikou
I/O systémy musejí nabízet mnohočetné komunikační možnosti, aby se přizpůsobily
různým typům provozních senzorů a vysílačů.
Kzpět
„Pestrost
signálových
formátů vyrostla
z touhy mít pro
daný úkol co
nejlepší nástroj,
avšak praktické
výsledky mohou
být matoucí.
V posledních
letech
alespoň došlo
k redukci počtu
signálových
formátů.
“
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/www.zat.cz
SVĚTOVÝ DODAVATEL
KOMPLEXNÍ AUTOMATIZACE
PRŮMYSLOVÝCH PROCESŮ
JADERNÁ ENERGETIKA
TEPELNÁ ENERGETIKA
VODNÍ ENERGETIKA
AUTOMATIZACE TECHNOLOGICKÝCH PROCESŮ
VÝROBA PRŮMYSLOVÉ ELEKTRONIKY
ÚDRŽBA A SERVIS
AUTOMATIZAČNÍ PROSTŘEDKY
PRO ŘÍZENÍ TECHNOLOGICKÝCH PROCESŮ
SPECIÁLNÍ LÉKAŘSKÉ PŘÍSTROJE
ZAT A.S. PŮSOBÍ V TĚCHTO OBORECH
Automatizace pro jadernou, klasickou energetiku a průmysl
50 let na trhu na 5 kontinentech, 40 let v jaderné energetice
Bezpečná a spolehlivá technická řešení
Technické a technologické know-how
Každoroční investice do inovací 40 mil. korun
Inovovaný řídicí systém ZAT - Plant Suite
Nová generace procesních stanic SandRA
Záruční a pozáruční servis
ZAT v automatizaci
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/Machines can talk
Produkt roku
2012
Se zařízením eWON Cosy a řešením Talk2M
mohou výrobci strojů a systémoví integrátoři
snadno odstraňovat problémy strojů vzdáleně,
bez nutnosti výjezdů, čímž dramaticky snižují
náklady na podporu.
(+420) 484 845 555
www.foxon.cz
foxon@foxon.cz
PLC
HMI
www.ewon.biz
Stále posíláte
techniky na servis?
> jednoduchá konfigurce modemu
> nevyžaduje veřejnou IP adresu
> podpora protokolu sítě MPI/ Profibus
http://www.floowie.com/cs/cti/ce-0413-web/