Jste zde

Insys WebCommunicator – klasické PC s rozhraními pro průmysl

Vít Olmr, 4. Červenec 2005 - 20:32

Zájem ze strany čtenářů po zveřejnění článku Dálkové napojení programovatelných automatů na komunikační sítě uspíšil napsání návazného příspěvku, speciálně věnovaného zařízení s názvem Insys WebCommunicator– průmyslovému počítači s architekturou klasického PC a mnoha komunikačními rozhraními. V uvedeném předchozím článku se lze dočíst, k čemu může být WebCommunicator dobrý. V tomto článku jsou podrobněji popsány některé jeho speciální funkce a možnosti.

Popis zařízení

Pod označením WebCommunicator se skrývá průmyslové provedení počítače s architekturou klasického PC. Jeho jádrem je procesor SC12 – v podstatě PC vytvořené jako jeden integrovaný obvod. Procesor SC 12 je kompatibilní s procesorem Intel 80186 a běží na něm operační systém, který se chová podobně jako DOS od firmy Microsoft (MS-DOS); to je velká výhoda při volbě prostředí pro vývoj programů. Je totiž možné použít standardní překladač, jako je např. Borland C++ 5.02.

Uveïme nejprve, co WebCommunicator nemá. Především k němu není možné přímo připojit monitor, myš ani klávesnici. Není tedy určen pro přímou místní obsluhu, jako je tomu u klasického PC. Dále neobsahuje žádný pevný disk. Funkci pevného disku zaujímá paměť typu flash , umístěná přímo na čipu. Její velikost je stejná jako velikost operační paměti RAM, tedy 512 kB. Zařízení nemá ani žádný ventilátor či jinou elektromechanickou pohyblivou část, která by se v důsledku nepřízných vlivů působících v rozváděči mohla porouchat.

WebCommunicator oproti běžnému PC naopak má navíc sériovou linku RS-485, dva digitální vstupy, dva digitální výstupy (výstupy jsou realizovány jako potenciálově nezávislá tříkontaktní relé), hodiny reálného času (RTC) dostupné na sběrnici I 2 C a slot pro paměť compact flash až do velikosti 512 MB. Tato externí paměť flash se po spuštění příslušného ovladače chová stejně jako pevný disk. Díky této paměťové kapacitě je možné použít WebCommunicator např. jako záznamník dat. Dále zařízení disponuje dvěma sériovými linkami, rozhraním Ethernet a volitelně rozhraními typu modem, GSM, GPRS nebo ISDN-TA. Pro komunikaci s modemy je použita vždy jedna sériová linka, která není současně použitelná jiným způsobem.

Procesor SC12 tedy zprostředkovává spojení mezi mnoha rozhraními, jimiž jsou Ethernet, RS-485, RS-232, digitální vstupy a výstupy, modemové spojení a paměť compact flash , která zde má úlohu pevného disku.

WebCommunicator obsahuje procesor 80186 kompatibilní, konkrétně je to čip od firmy AMD, na kterém běží operační systém podobný MS-DOS. Tento operační systém se ale v mnoha ohledech od systému MS-DOS liší. Zejména pro přítomnost Ethernetu bylo nutné přidat do operačního systému některé softwarové funkce, jako je HTTP server, FTP server, Telnet server a zásobník TCP/IP. Díky přítomnosti RTC lze vedle uvedených funkcí programovat také rutiny pracující v reálném čase. Jde o operační systém reálného času (RTOS) podporující tzv. multitasking , při němž zvládá až 35 úloh s různými prioritami, 15 časovačů a 60 semaforů. Původcem čipu SC12 a současně i jeho popsaného operačního systému je firma Beck IPC z Německa.

To je stručně popsaný hardware a operační systém zařízení WebCommunicator. Po mechanické stránce jde o přístroj s rozměry 100 × 75 ×110 mm, jenž je určen k montáži na lištu DIN v prostředí s teplotou v rozmezí 0 až 55 °C. Napájecí napětí může být mezi 10 až 80 V. Spotřeba elektrické energie je asi 3 W v závislosti na použitém rozhraní (modem, GSM atd.). To je velmi důležité, neboť u úloh běžících nepřetržitě znamená značnou úsporu elektrické energie (v porovnání s klasickým PC asi 400 korun na měsíc). Po několika letech provozu většího počtu takových zařízení je tedy finanční úspora velká. Jednoznačně snáze se řeší i případný záložní napájecí zdroj. Akumulátory mohou být relativně malé a zdroj nemusí obsahovat střídač, jenž je nutný u klasického PC.

Jaké úlohy WebCommunicator zvládne

Vzhledem k integrovanému HTTP serveru lze uživateli zařízení umožnit přístup k aplikaci přes web při použití libovolného webového prohlížeče. Stránky v HTML se programují jako CGI ( Common Gateway Interface ), což je poměrně nenáročná programátorská úloha. Internetové stránky a obslužné funkce se předají HTTP serveru, který se o ně automaticky postará. Paralelně s tímto procesem běží hlavní aplikační program, v němž uživatel může sestavit libovolné algoritmy, které mohou pracovat nezávisle se sériovými linkami, modemem, výstupy a disky. Programování je díky multitaskingu, který operační systém umožňuje, velmi pohodlné. Pro začínající programátory jsou u firmy Insys Microelectronics CZ volně k dispozici demonstrační verze se zdrojovými kódy různých řešení programů a algoritmů.

Průmyslový počítač Web-Communicator může být vhodným typem přístroje při řešení např. typových úloh zmíněných v dalším textu.

Vzhledem k přítomnosti průmyslové sběrnice RS-485 lze k přístroji připojit větší počet jednotek I/O, převodníků teploty, snímačů průtoku apod., ze kterých WebCommunicator může shromažïovat a zaznamenávat data, popř. i spínat některé výstupy, a tím může něco sám řídit. Tato funkce záznamníku ( datalogger ) je o to zajímavější, že WebCommunicator disponuje webovým rozhraním, a je tedy možné nashromážděná data, informující uživatele o průbězích ve výrobním procesu, popř. výsledcích řízení, prezentovat na webových stránkách. Na tyto stránky se lze dostat přímo v rámci ethernetové sítě nebo, s použitím PPP a příslušného serveru, přes telefonní síť. Jde o automatickou funkci. Integrovaný modem (GSM, ISDN, analogový modem) se

spojí s modemem na straně PC a sestaví datové spojení. Poté jen stačí zapnout internetový prohlížeč, zvolit IP adresu, kterou má Web-Communicator přidělenu, a prohlížet stránky.

Obr. 1. Možnosti komunikace s počítačem Insys WebCommunicator

Zajímavé je např. i to, že díky vestavěné funkci RTC lze v počítači Webcommunicator programovat úlohy reálného času.

WebCommunicator je možné použít také jako tzv. dial-in-router , tedy jako zařízení, které zprostředkuje přístup na Ethernet přímo přes telefonní linku. Tato úloha nevyžaduje žádné programátorské úsilí, neboť stačí jen vhodně nakonfigurovat systémové soubory. Vyzkoušená nastavení jsou volně k dispozici u Insys Microelectronics CZ.

Z uvedeného je patrné, že škála úloh, pro které je počítač WebCommunicator vhodný, je opravdu velmi široká. Pro zájemce o použití tohoto typu zařízení je nejvhodnější kontaktovat společnost Insys Microelectronics CZ a konzultovat konkrétní problém. Mohou tak nejlépe využít zkušenosti pracovníků společnosti, získané při vývoji zařízení i realizaci různých úloh „na klíč“, další odborné informace i různé příklady zdrojových kódů.

Dostupnost

K výrobkům řady Insys jsou k dispozici kompletní kvalitní uživatelské příručky v českém jazyce. Obsahují technický popis zařízení včetně popisu sady podporovaných AT-příkazů. Výrobky vyhovují homologačním podmínkám a nesou značku CE. Pro čR je v Plzni zřízena pobočka Insys Microelectronics CZ, s. r. o., která zajišťuje předprodejní i poprodejní podporu zákazníků, a dále se bude věnovat vývoji nových zařízení pro přenos dat v měřicí a řídicí technice a inovacím současného sortimentu výrobků.

Lubomír Kuchynka
lkuchynka@ Insys-tec.de
INSYS MICROELECTRONICS CZ, s. r. o