Společnost Advantech je v českých končinách známá hlavně jako výrobce průmyslových „krabicových“ vestavných či jednodeskových průmyslových počítačů. Také je v mnoha průmyslových strojích najdete. Jenže Advantech má ve svém širokém výrobním sortimentu i „jednodušší“ automatizační prostředky. Jedním takovým je například řada programovatelných automatů BAS-3000 (Building Automation), které jsou výrobcem označovány jako DDC (Direct Digital Controller), primárně určené pro automatizaci budov.

I když tyto jednoduché programovatelné automaty nesou výše uvedené "honosné" označení DDC (přímý digitální kontrolér), prakticky nejde o nic jiného než o kompaktní rozšířitelná PLC, která v nejrůznějších podobách nabízí i další výrobci. I když nelze jim upřít, že obsahují některé velmi zajímavé vlastnosti a parametry, které byste u mnoho výrobců hledali marně či nejsou tak běžné. Hlavně na ně se v následujícím stručném popisu zaměřím.

Stručný popis DDC kontrolérů BAS

Na první pohled, dle jejich zevnějšku, jde o klasické kompaktní programovatelné automaty, které se velmi podobají například PLC Millénium3 francouzské společnosti Crouzet, o kterých bylo na serveru automatizace.hw.cz již několikrát psáno (např. článek PLC Crouzet Millenium 3 dospělo a umí toho více). Jde tedy o podlouhlé plastové krabičky na DIN lištu obsahující buď základní CPU jednotku s integrovanými vstupy a výstupy a případně i HMI displejem nebo rozšiřující moduly dalších různých vstupů a výstupů. Ty napojením na základní CPU jednotku provedou její rozšíření o další vlastnosti a vývody. Na rozdíl však od mnohé konkurence poskytují výrazněji propracovanou možnost komunikace s počítačem uživatele prostřednictvím Ethernetu a hlavně jednoduchý vestavěný web-server. Ten umožňuje snadné vzdálené ovládání prostřednictvím lokální LAN sítě nebo i internetu.

Základní CPU moduly BAS

Základním stavebním prvkem BAS DDC kontrolérů je jako obvykle základní CPU jednotka. Ta zde nese označení BAS-3520 či BAS-3512, kde koncové dvojčíslí označuje počet vestavěných vývodů. To není nic mimořádného, ale zajímavé jsou jejich samotné parametry a vlastnosti. Buď jimi jsou digitální vstupy určené pro přímé napojení jen „suchých“ beznapěťových kontaktů, tedy lze přímo připojit prostě jen tlačítko/vypínač, nebo digitální výstupy v podobě napěťového spínaného či PWM výstupu 10 až 35 V DC (pro signalizaci, ovládání spotřebičů či např. řízení vytápění a větráků), či velmi zajímavé analogové vstupy a výstupy s vlastnostmi, které u podobných konkurenčních PLC nebývají běžné. Nejen že 4 univerzální analogové vstupy jednotky BAS-3520 mají napěťový i proudový rozsah (0-10V a 0/4-20 mA), ale fungují jako spojité i jako digitální vstupy a zároveň podporují i připojení slabých napětí ze snímačů například teploty Pt100, termistorů či termočlánků. Vstupní signál je navíc vzorkovaný na 16 bitů, což je údaj u podobných PLC velmi vysoký a dost neobvyklý. Též teplotní drift nuly 6mikroV/s je velmi dobrý. Tyto parametry pak trošku kazí nízká vzorkovací rychlost jen 10 vzorků/s, což však pro potřeby měření teploty, tlaku či polohy bez problémů postačuje.

Ještě zajímavější je standardní přítomnost analogových výstupů, které jsou až na výjimky u konkurence k dispozici jen v podobě velmi drahých rozšiřitelných modulů. Čtyři výstupy s rozsahem 0-10 V či 0/4-20 mA s 12bitovým D/A převodem jsou například prakticky vhodné pro bezproblémovou regulaci otáčení pohonů (motorů) apod.

Také výpočetní jádro jednotek je dobře dimenzované. Je tvořeno 32bitovým procesorem taktovaný frekvencí 312 MHz, který je doplněný 32 MB beznapěťovou Flash pamětí, 64 MB SDRAM pamětí a bateriově zálohovanou SRAM pamětí 512 KB. Zvláště použití 32bitového procesoru není stále v této oblasti automatů běžné (obvyklejší u konkurence je 16bit. CPU). Z těchto parametrů je patrné, že není problém realizovat i složitější řídicí aplikace automatizace budov. S tím koresponduje i základní výbava komunikačních rozhraní, která zahrnuje mimo sériového rozhraní RS-485 i podporu průmyslové komunikace MODBUS (MODBUS /TCP a MODBUS/RTU protokol) a hlavně dnes tolik vyžadované 10/100 Mb síťové ethernetové rozhraní klasicky přístupné na standardním konektoru RJ-45.

Ethernet zde neslouží jen pro komunikaci s dalšími PLC jednotkami, ale i k programování kontroléru a hlavně k místní i vzdálené správě systému prostřednictvím integrovaného webového serveru. To neznamená nic jiného než, že přímo v každém BAS kontroléru jsou integrované jednoduché vlastní webové stránky, na které se lze odkudkoliv na světě připojit prostřednictvím internetu a jejich prostřednictvím sledovat, nastavit či ovládat aktuální dění v budově. Lze monitorovat aktuálních hlášení programu, sledovat či řídit stavy a hodnoty vstupů a výstupů apod.

Základní CPU modul také může být vybaven HMI jednotkou tvořenou zobrazovacím posvíceným LCD displejem poskytujícím 2 řádky textu po 8 znacích a 5 ovládacích tlačítek, jejichž funkce se definuje samotným programem kontroléru.

Základní přehled parametrů:

• CPU: 32bit. procesor, 320MHz
• Systémová paměť: 64 MB SDRAM
• Flash paměť: 16 MB (systémová) + 16 MB (data)
• Bateriově zálohová RAM: 512 kB
• Vestavěný watchdog
• Hodiny reálného času (RTC) bateriově zálohovaná
• Sériový port RS-485 s automatickým řízením přenosu
• Ethernet Interface 10/100 Mb/s na konektoru RJ-45
• Čtyři indikační stavové LED
• Vestavěné vývody (BAS-3520):
  • 4x univerzální vstupy UI (analog. vstupy)
  • 4x analog. výstupy AO
  • 8x digitální vstupy DI
  • 4x digitální výstupy DO
• I/O rozšíření:
  • až o 3 lokální moduly
  • až 15 vzdálených (remote I/O) modulů na RS-485
• Napájení: 24 VAC/ 24 VDC (±10%)
• Spotřeba: 10 W @ 24 VDC
• Upevnění: na zeď / na DIN lištu

Více informací o základních CPU modulech BAS najdete na stránce: www.advantech.com/products/BAS-3520...

Rozšiřující I/O moduly BAS

Pokud nepostačuje počet vstupů a výstupů integrovaných v základní CPU jednotce, je možné jejich sortiment v aplikaci rozšířit zakoupením a připojením až tří tzv. lokálních rozšiřujících modulů. Ty mají vizuálně podobnou krabičku a připojují se k základní jednotce přes speciální boční konektor, takže ve výsledku tvoří na DIN liště jeden kompaktní „vlak“.

V nabídce je 16kanálový modul digitálních vstupů a výstupů, 8kanálový modul analogových vstupů, 8kanálový modul reléových výstupů, 16kanálový modul digitálních vstupů a 12kanálový modul kombinovaných analogových / digitálních vstupů a výstupů.

Mimo lokální rozšiřující I/O moduly je pak možné použít i vzdálené I/O jednotky pracující samostatně a připojené na základní jednotku prostřednictvím sběrnice RS-485. I s jednou CPU jednotkou na celý dům tak lze vytvořit rozsáhlý distribuovaný systém s minimem kabeláže či napojit ovládací HMI panel pro zobrazování a nastavování parametrů chodu systému budovy. Jinak ovládání a vizualizaci lze provádět i prostřednictvím ethernetu a již zmíněného vestavěného webového serveru z jakéhokoliv počítače.

Více informací o rozšiřujících modulech pro automaty BAS najdete na stránce: www.advantech.com/products/Web-enabled-DDC-I-O-Modules...

Programování – BASPro

Neméně důležitou informací u moderních automatů je způsob a možnosti programování a návrhu aplikace. Ani tuto položku Advantech nepodcenil a dodává bezplatný programovací / vývojový software s názvem BASPro. Ten je postaven na programovacích režimech standardu IEC 61131-3. Pokud tedy již například programujete jiná PLC v softwaru CoDeSys, nebude vývoj aplikace pro Vás již problémem a pokud s programováním teprve začínáte, tak to, co se zde naučíte, snadno využijete i při programování PLC některých dalších výrobců.

Programování BAS DDC kontroléru a vývoj řídicí aplikace se tedy provádí v grafickém prostředí softwaru běžícím na PC s operačním systémem Windows. K dispozici jsou funkční bloky přímo realizující matematické funkce, převod dat, logické operace, alarmová hlášení, čítače a časovače, řídicí algoritmy (PID, rampa, dvoustavové řízení), bloky plánovače spuštění, HVAC výpočtu a sekvenčního řízení, které jsou vyžadovány nejen v oblasti automatizace budov. Samozřejmě se při programování využívá i vstupů a výstupů připojených rozšiřujících jednotek, a to jak těch lokálních (přímo připojených na základní CPU jednotku), tak i těch vzdálených připojených přes RS-485 sběrnici. Nahrávání vytvořeného a přeloženého programu do CPU se provádí prostřednictvím ethernetového rozhraní. Předtím však můžete funkci programu odzkoušet i bez automatu prostřednictvím programového simulátoru.

Více informací o programovacím softwaru BASPro najdete na stránkách výrobce: www.advantech.com/products/BASPro...

Zde lze software stáhnout: http://support.advantech.com.tw/Support/....

Realizace HMI / SCADA systému a vizualizace - WebAccess

Pro vytvoření sofistikovaného ovládacího rozhraní či realizaci SCADA systému pak Advantech nejen k automatům BAS nabízí počítačový software se jménem WebAccess. Ten slouží pro realizaci řídicího vizualizačního prostředí, případně SCADA rozhraní zpracování dat, v běžném počítači připojeného ethernetem k BAS jednotkám. Nejen pro realizaci grafické stránky rozhraní, včetně animované grafiky, ale i pro řízení v reálném čase, funkci trendů, alarmových hlášení atd., se využívá prostředků klasického webového prohlížeče, např. Internet Explorer. WebAccess totiž využívá jeho standardní internetové architektury a jejich základních komponent.

WebAccess poskytuje:

• SCADA uzel komunikující v reálném čase s BAS kontroléry a realizuje jejich řízení prostřednictvím ethernetového připojení. Poskytuje nadřazené ovládání a funkci zpracování dat v reálném čase, ovladače pro komunikaci, zpracování vývoje hodnot a trendů a také monitorování stavu systému a záznam alarmů a událostí. SCADA uzel má vlastní run-time databázi i grafiku.
  


• Prostředky pro vývoj a návrh rozhraní, pro celou konfiguraci systému a pro realizaci webového serveru pro propojení všech klientů a SCADA uzlů.
  


• Webový klient, který prostřednictvím prostředků ActiveX webového prohlížeče (např. Internet Explorer) umožňuje monitorovat a řídit všechny BAS jednotky.
  


• Zjednodušený klient jako jednoduché monitorovací rozhraní pro přenosná zařízení typu PDA, PocketPC a Smartphony, který nevyžaduje prostředky ActiveX a místo toho využívá zasílání posloupnosti statických obrázků.

Více informací a zkušební TRIAL verzi softwaru WebAccess najdete na stránkách výrobce: www.advantech.com/products/Advantech-WebAccess...

Závěr

Na závěr jen poznámka ohledně dostupnosti. Výrobky společnosti Advantech můžete v ČR objednat například u společnosti FCC průmyslové systémy s.r.o. (www.fccps.cz) nebo AutoCont IPC a.s.(www.prumyslovepc.cz).

DOWNLOAD & Odkazy

• Stránky výrobce, společnosti Advantech - www.advantech.com
• Přímý odkaz na stránku o DDC kontrolérech BAS-3000 - www.advantech.com/products/BAS-3520...
• Další články a testy o snímačích, PLC, komponentech nejen pro průmyslové aplikace najdete na stránkách serveru automatizace.HW.cz