Výkonná průmyslová PC jsou stále více v oblasti zájmu z důvodu více složitých řídících a automatizačních aplikací. Již nějakou dobu je v nabídce firmy B&R automation typ APC620 s procesory Intel Pentium M, který nejnověji letos na konci května doplnil typ APC810 s CPU Intel® Core™ Duo a Core 2 Duo.

Mezi výrobky firmy B&R Automation patří i průmyslová řada počítačů APC (Automation PC), které se vyznačují všemi požadavky pro řízení průmyslových aplikací a zároveň je jejich konstrukce univerzální a modulární, což ve výsledku znamená optimální adaptibilitu a ergonomii pro uživatele.

Mechanické provedení je založeno na výsledcích nárazových a vibračních testů, které určují požadavky na vlastnosti použitých materiálů. Velkou výhodou průmyslových počítačů proti obvyklé konkurenci je modulární design, vyznačující se flexibilním umístěním slotů, rozhraní, řadičů a zápisových mechanik. K APC lze pro komunikaci s uživatelem sériově připojit (navázat) i několik LCD displejů a panelů.

Spolehlivost APC počítačů je dle výrobce 10 a více let, čehož je dosaženo tím, že celá konstrukce i výroba je prováděna přímo firmou B&R. Nevyužívá tak obvyklých levnějších postupů jiných firem, které přebírají některé části od dalších firem, převážně asijské provenience (Čína, Malajsie, Taiwan apod.). Dalšími v tomto směru významnými prvky jsou modulární koncepce se šasi obsahující propojovací sběrnice mezi jednotlivými vloženými komponenty. Tím se eliminuje spleť různých kabelů, a možnost provozu pouze s Flash a RAM paměťmi bez zápisových a čtecích mechanik s pohyblivými částmi. Ty jsou totiž velmi náchylné na vibrace, mají významně omezený provozní teplotní a vlhkostní rozsah a vyznačují se poměrně malou životností.

Automation PC - APC620

Všechny procesory a chipsety, které APC využívají jsou přímo ze střediska Intel Embedded Division a je u nich garantována dlouhodobá dosažitelnost pro možnost výměny a opravy i u mnoha let starých zařízení.

Konkrétně APC620 využívají procesory Intel Pentium M nebo Celeron M používající technologie Centrino. Ty jsou hlavně nasazovány do notebooků a jiných přenosných PC, ale lze je také často nalézt právě v průmyslových PC, protože díky kratšímu pipelinu poskytují stejně vysoký výpočetní výkon jako procesory Pentium 4, ale při nižších frekvencích taktování, při nižší spotřebě a tedy i při nižším generování tepla. Navíc umožňují dobře regulovat spotřebu během provozu změnou taktování v rozsahu 600 MHz až 1.8 GHz. Také veliká integrovaná L2 chache paměť až 2 MB je výhodnější pro často se opakující funkce obvyklé v automatizaci. Společně s těmito procesory je provozován chipset Intelů 855GME obsahující dvě integrované grafické jednotky poskytující optimální využití paměti systému a grafiky.

APC počítače jsou velmi dobře vybaveny i pro dnes stále důležitější potřeby grafické vizualizace a ovládání. V případě použití přímo jako vizualizační jednotky běží na APC jako SCADA aplikace, přičemž dva displeje mohou být připojeny lokálně nebo vzdáleně. Řídící úlohy mohou interagovat s jedním nebo více podřízenými PLC stanicemi, kde I/O systémy a řadiče jsou připojeny opět lokálně nebo vzdáleně prostřednictvím průmyslové sběrnice. Přidané SCADA stanice mohou být zasíťovány přes Ethernet TCP/IP rozhraní.

V případě, že APC pracuje jako centrální řídící systém, běží na počítači řídící program se zakomponovanými vizualizačními komponenty, kde opět může být přímo připojeno lokálně nebo vzdáleně až několik displejů nebo terminálů (např. B&R Power Panely), které jsou stejně jako další PC zasíťovány přes Ethernet TCP/IP. Průmyslové sběrnice CAN bus a Ethernet Powerlink mohou být použity pro zajištění komunikace s I/O systémy, například pro řízením motorů.

Kompatibilitu s PC nebo pro připojení dalších komunikačních rozhraní (hlavně bezdrátové WiFi apod.) a různých měřících karet slouží standardní rozhraní USB, PCI apod. Narozdíl od méně výkonných a hlavně více specializovaných PLC a PAC systémů, umožňuje APC bez problému realizovat kompletní komplexní automatizační úlohy, i celé řídící systémy s běžnými operačními systémy (OS) typu OS Windows XP, Windows Embedded XP, Windows CE, Linux, Linux Embedded, QNX a jinými OS včetně RTOS (Real-Time OS).

Automation Studio™

B&R Automation Studio™ je speciální vývojové softwarové prostředí pro potřeby automatizace. K tomu jsou uzpůsobeny jednotlivé nástroje a software, který v sobě kombinuje prvky pro návrh vizualizace, řízení pohybu (motorů) a komunikaci prostřednictvím funkčních knihoven. Automation Studio™ nabízí podporu mnoha programovacích jazyků, což urychluje vývoj projektu. K dispozici jsou například editory pro IEC 61131-3 a C, deterministický multitasking s garancí runtime, až 8 různých časových tříd s libovolnými podprogramy, garantovaná reakce na nedodržení časování a nadměrný jitter.

Pro realizaci HMI rozhraní jsou ve vývojovém prostředí k dispozici bloky B&R Visual Components integrující všechny běžné prostředky, jako například vytváření procesních diagramů, obvyklý managment, interakce prostřednictvím tlačítek nebo dotykového displeje (Touchscreenu), vizualizace alarmů různými barvami a symboly, vzdálený provoz v terminálovém módu apod.

Regulace polohy a motorů

Pro úlohy polohování (řízení motorů) slouží ve vývojovém softwaru nástroje B&R Motion Components. Vývojáři B&R si v tomto směru vzali za cíl motto "Konfigurovat, ne programovat", což ve výsledku vyústilo ke vzniku prostředků, kde stačí zadávat požadované parametry a není nutné vše programovat v programovacím jazyku. K dispozici jsou bloky real-time analýzy pohybu s funkcemi osciloskopu, záznam stavů a parametrů prostřednictvím Trace funkcí, kontrola pohybů vzhledem k osám, Cam editor, funkční bloky PLCopen Motion Control atd.

Pro potřeby přesného řízení polohy, například pro automatizaci strojů, je integrován Soft CNC systém. Ten společně s firemními ACOPOS servořadiči poskytují další možnosti jako 8 CNC kanálů, až 100 osé polohování, CNC a elektronické zpřevodování, simulační mód, až 100 regulačních funkcí.

Vizualizace a HMI

Jak již bylo napsáno výše v odstavci "Automation Studio™" je u APC výrazně podporována vizualizační složka a HMI, bez kterého si nelze dnes již žádný vyspělý průmyslový systém představit. Dobrá podpora není jen softwarová, ale také hardwarové, co se možnosti připojení a propojení týče. Tradičně je již přítomno DVI rozhraní pro přímé připojení LCD displejů a monitorů, přičemž v případě, že jsou dotykové nebo obsahují funkční tlačítka či klávesnice, jsou k dispozici sériová rozhraní USB a RS-232. Rozlišení obrazu může být až SXGA. DVI však dovoluje připojit jen jedno zobrazovací zařízení a navíc na vzdálenost jen několika metrů. Pro připojení jednoho i více terminálů či displejů až na vzdálenost 40 m slouží sběrnice SDL.

Sběrnice SDL (Smart Display Link) slouží ke vzdálenému připojení jak mnoha displejů, dotykových panelů a displejů s funkčními tlačítky, tak i inteligentních terminálů s klientským softwarem až na vzdálenost 40 m. SDL umožňuje přenášet i servisní data (teplotu, provozní hodiny apod.) a USB signály (např. od klávesnic a dalších ovládacích zařízení). Na každé SDL rozhraní lze připojit až 4 panely, například lze připojit až 4 Automation Panely (AP800, AP900) nabídky B&R. Na displejích připojené společně na jednom portu se zobrazuje stejný obraz, přičemž na každém portu může být jiný obraz (dual independent display) nebo na všech rozhraních mohou být zobrazeny stejné informace (display clone). Protože APC mohou mít dva SDL porty, tzv. dva oddělené vizualizační "okruhy".

Napájení APC

Všechny APC mají jednotné napájecí napětí 24 VDC, protože 24 V zdroje jsou v oblasti automatizace často nasazovány i pro potřeby dalších zařízení (např. senzorů). RAM paměti a některé další obvody, jako např. obvod reálných hodin, jsou zálohovány 950 mA Lithiovou baterií a vnitřními kondenzátory je dosaženo bufferování napájení na dobu 10 s pro eliminaci krátkodobého kolísání síťového napájení. Další výhodou APC počítačů je přímá integrace nabíjecích obvodů pro záložní UPS baterie v šasi, čímž se zjednodušuje instalace zálohy napájení. Tu lze doporučit zvláště v prostředích a provozech s větší pravděpodobností výpadku napájení (například provozy s častým náběhem a vypínáním velkých motorů nebo u závodů na odlehlejších místech). UPS záložní baterie minimálně umožní dokončit prováděné výpočetní a řídící operace, korektně vystoupit z programů a uložit všechny data bezpečně do napěťově nezávislé FLASH paměti nebo na disk. Navíc náhlé rychlé skoky napájecího napětí špatně snáší jak procesory, tak paměti.

APC810 s Core™ Duo a Core™ 2 Duo procesory

Nejnovějším produktem v oblasti průmyslových počítačů je nové Automation PC řady APC 810. To je založeno na nejnovější technologii procesorů Intel - Intel® Core™ Duo technology.

Tato technologie kombinuje dvě procesorová jádra v jednom pouzdře, což znamená významné zvýšení výpočetního výkonu proti "klasickému" jednojádrovému procesoru. Též spotřeba energie a tím generování tepla je malé a proto lze APC810, stejně jako AP620, používat jen s pasivním chlazením, tj. bez větráku. Tím odpadá další často poruchová komponenta. Moderní PC struktura obsahuje nejnovější propojovací a komunikační technologie, jako jsou SATA a PCI Express sloty či 1G Ethernet rozhraní. Není tedy v případě potřeby připojit harddisky či optické mechaniky, i když se tím významně sníží pracovní teplotní rozsah i odolnost proti okolním podmínkách.

Závěr

Průmyslové PC řady APC představují zajímavou volbu pro každého, kdo potřebuje řešit řízení a automatizaci složitějších procesů, na které nestačí jednoduché PLC nebo PAC systémy. Výrobců a distributorů podobných zařízení je přehršle, ale proti nim je zde, dle mého názoru, dobře vymyšlené šasi dovoluje a podporuje modulární koncepci a propojení celého systému bez použití "volných" vodičů a kabelů. Zajímavé jsou i možnosti realizace HMI rozhraní. Pro bližší informace odkazuji na níže uvedené firemní odkazy, kde najdete další popis i podrobný popis vlastností.

DOWNLOAD & Odkazy

• Domovské stránky firmy B&R - www.br-automation.com
• Přímý odkaz na stránky o APC průmyslových počítačích pro automatizaci - http://www.br-automation.com/cps......