Rozšířená nabídka prostředků pro průmyslovou automatizaci a informatiku

Rozšířená nabídka prostředků pro průmyslovou automatizaci a informatiku

Společnost Pantek (CS) s. r. o. je české odborné veřejnosti dlouhodobě známa především díky komplexní prodejní a technické podpoře softwarových produktů pro průmyslovou automatizaci od firmy Wonderware – od populárního vizualizačního systému SCADA/HMI s názvem InTouch až po integrovanou sadu programů FactorySuite A2, která názorně zobrazuje, analyzuje a optimalizuje výrobní procesy.

Vedle softwaru od firmy Wonderware však společnost Pantek (CS) dodává pro řešení automatizačních a informatických úloh v průmyslu také jiné produkty.

Tradiční nabídku softwaru firma Wonderware postupně rozšířila o průmyslové počítače s ovládacími panely s dotykovými LCD (v anglické terminologii Touch Panel PC) a o přenosné průmyslové tablety (Tablet PC). Jde o výkonnou kombinaci hardwaru a softwaru za příznivou cenu, protože součástí všech těchto průmyslových počítačů a tabletů je cenově zvýhodněný vizualizační systém InTouch.

Společnost Pantek (CS) rovněž dodává ucelenou řadu výkonných komunikačních karet do PC a šasi PLC značek Applicom, SST a DirectLink od firmy Woodhead Software & Electronics. Karty podporují velký počet otevřených průmyslových sběrnic a firemních systémů I/O s mnoha komunikačními protokoly.

Novinkou v nabídce firmy Pantek (CS) je softwarový systém IntraVUE™ od firmy Network Vision pro sledování a podporu zařízení zapojených v průmyslových ethernetových sítích. Automatizační systémy s distribuovanými skupinami mnoha uzlů zapojenými v komunikačních ethernetových sítích se sice v průmyslu používají stále častěji, dosud však neexistovalo komerčně dostupné řešení určené pro běžné technické pracovníky, kteří většinou nebývají specialisty v oboru počítačových sítí.

V dalším textu jsou přehledně představeny všechny řady výrobků, které společnost Pantek (CS) aktuálně nabízí.

Nabídka softwaru Wonderware

Nejznámějším produktem je již třináct let vizualizační systém InTouch. Pro komplexní řešení je určena integrovaná sada programů FactorySuite A², umožňující realizovat výkonný technologický informační systém odpovídající současným i budoucím požadavkům.

Wonderware InTouch
Wonderware InTouch [1] je oblíbený software kategorie SCADA/HMI pro vizualizaci, sběr dat a dohled nad technologickými procesy s již legendární vstřícností k uživateli, univerzálně použitelný a celosvětově rozšířený (více než 250 000 instalací po celém světě). V České republice a na Slovensku je InTouch používán již od roku 1993, v současnosti v téměř všech sektorech průmyslu.

Obr. 1. Příklad zobrazení stavu technologického zařízení v aplikaci Wonderware InTouch

Program InTouch umožňuje snadno vytvářet grafická zobrazení libovolných výrobních procesů včetně jejich ovládání a dynamické animace na monitoru počítače. Prostřednictvím těchto zobrazení pak výrobní nebo dohlížející operátoři dostávají v reálném čase věrné informace o aktuálních stavech provozovaných technologických zařízení (obr. 1). Vybrané technologické veličiny jsou přitom sledovány z hlediska překročení zadaných mezí (s generováním výstražných hlášení) a jejich hodnoty jsou ukládány do archivu historických dat.

Aplikační programy vytvořené v prostředí InTouch (aplikace InTouch) mohou být provozovány nejen na běžných PC, ale i na mobilních zařízeních, na tzv. tenkých klientských počítačích, popř. k nim lze přistupovat také z prostředí internetu či intranetu.

Systém InTouch je využíván také jako jednotné vizualizační rozhraní (front-end) pro všechny další produkty ze softwarové sady Wonderware FactorySuite A².

Wonderware FactorySuite A²
Označení Wonderware FactorySuite A² [2] je název pro integrovanou sadu softwarových produktů pro průmyslovou automatizaci, první svého druhu na světě, která zajišťuje snadný přístup ke všem důležitým výrobním informacím potřebným k efektivnímu provozování a optimalizaci průběhu výrobních a jiných technických procesů.

V první verzi byl tento softwarový balík uveden na trh již v roce 1997. Od té doby byl v několika etapách modernizován. Při modernizacích firma Wonderware nejenže vylepšuje dosavadní produkty a vydává jejich nové verze s novými funkcemi a s využitím současných softwarových standardů a programovacích technik, ale přidává také zcela nové produkty, které splňují rostoucí požadavky uživatelů z průmyslu i ostatních odvětví ekonomiky.

Sada FactorySuite A² zajišťuje veškeré funkce požadované od technologického informačního systému výrobních a zpracovatelských podniků – od sběru surových dat z technologických procesů až po jejich přeměnu v informace využitelné v praxi, a to prostřednictvím názorné vizualizace a vhodného zpracování a prezentace dat s použitím různých nástrojů pro analýzy dat a tvorbu sestav hlášení a zpráv. Odpovídajícími programy jsou zajišťovány:

• sběr dat z řídicích systémů (PLC, DCS, systémy I/O atd.),
• vizualizace technologických procesů a dohled na nimi (SCADA/HMI),
• záznam skutečné historie výroby a všech důležitých technologických veličin v čase,
• analýzy skutečného průběhu výrobních procesů,
• dokladování kvality výroby,
• řízení a podrobné sledování rozpracované výroby (MES),
• řízení vsádkové výroby (batch),
• dodržování předepsaných výrobních postupů (GMP),
• statistické řízení kvality výrobních procesů (SPC),
• sledování a analýzy prostojů výroby včetně výpočtu celkové efektivity výrobních zařízení (OEE),
• přístup k informacím o výrobě na dálku, odkudkoliv (prostřednictvím internetu).

Technologický informační systém
S použitím sady FactorySuite A² lze vytvořit vyspělý technologický informační systém těsně svázaný s vlastními procesy v technologických provozech, který vhodně doplní administrativní podnikové informační systémy kategorie ERP (SAP, Navision atd.) zaměřené především na finance, personalistiku a obchodní logistiku. Potřebné informace jsou v systému poskytovány pracovníkům z různých úrovní podnikové hierarchie, a to nejen horizontálně, ale i vertikálně, tj. od výrobních operátorů až po vrcholové vedoucí výroby.

Operátoři na linkách, dispečeři na velínech, mistři, technologové, pracovníci údržby i oddělení kvality a další pracovníci zodpovědní za výrobu mohou v systému snadno vyhledávat a nacházet potřebné informace umožňující jim lépe porozumět komplexním vztahům a závislostem mezi technologickými veličinami, provozními podmínkami a událostmi a kvalitativními ukazateli činnosti v rámci výrobního úseku, za který zodpovídají.

Uvedeným způsobem se ve výrobních podnicích přemosťuje obvyklá bariéra mezi světy „modrých límečků“ a „bílých límečků“ a zároveň se vytvářejí vhodné podmínky k plnění požadavků různých certifikací (ISO, VDA, FDA atd.), k realizaci zákaznických auditů apod.

Takto získaná „výrobní inteligence„ umožňuje všem zainteresovaným pracovníkům podniku průběžně provádět optimální rozhodnutí zaměřená na zlepšování kvality výrobků, snižování výrobních nákladů a zvětšování objemu výroby, což následně vede k většímu výnosu z podniku jako celku.

Výhodná kombinace hardwaru a softwaru

V nabídce firmy Wonderware jsou vedle tradiční nabídky softwarových produktů také průmyslové počítače ovládané prostřednictvím dotykových LCD (Touch Panel PC – dále jen panely) a přenosné průmyslové tablety (Tablet PC – dále jen tablety) [3].

Obr. 2. Průmyslové panelové počítače (Touch Panel PC) a tablet (Tablet PC) od firmy Wonderware

Jde o výkonné konfigurace počítačů v odolném provedení, jež jsou určeny k použití v nepříznivém prostředí průmyslových provozů (obr. 2). Panely a tablety obsahují spolu s operačním systémem Microsoft Windows i cenově zvýhodněné vizualizační systémy InTouch a jsou připraveny k okamžitému použití.

Aplikace InTouch běžící na těchto průmyslových panelech nebo tabletech dovolují realizovat názorná grafická zobrazení stavu technologických procesů a dohled nad nimi podle mnoha nejrůznějších, dříve neuskutečnitelných automatizačních scénářů.

Při vývoji aplikací programů pro panely a tablety lze využít existující aplikace InTouch v nezměněné nebo zjednodušené podobě. Tím podnik nejen ušetří náklady na inženýrské práce, ale zároveň lze realizovat jednu standardní vizualizační platformu používanou v rámci celého podniku. Výkonné aplikace postavené na softwaru InTouch mohou být nyní distribuovány ve všech zařízeních, od ovládacích panelů strojů a výrobních linek až po dohled nad většími celky ve velínech.

Přínosem je zcela jistě nejen rychlejší vývoj jednotlivých programů pro vizualizaci, ale i snazší, a tím levnější správa jednotného vizualizačního softwaru.

Touch Panel PC
Počítače typu Touch Panel PC jsou určeny pro stacionární použití, typicky přímo u strojů nebo výrobních linek. Ve spojení s integrovaným vizualizačním systémem InTouch nabízejí podstatně více funkcí a jsou pro uživatele výhodnější než běžně používané počítače tohoto typu na bázi PC nebo jednoduché jednoúčelové operátorské panely.

Inovovaná řada panelů od firmy Wonderware se vyznačuje zejména větší výkonností (CPU, RAM) a odolností proti poruchám, dosažené vyloučením pohyblivých částí. Pasivně jsou chlazeny jak napájecí zdroj, tak i procesor, a pro zvlášť náročné úlohy lze volitelně namísto rotačního disku (HDD) použít nerotační disk typu Solid State Drive (SSD) s kapacitou 4 GB. Disk typu SSD je velmi odolný proti vibracím a oproti dříve používaným pevným diskům typu Compact Flash technika SSD umožňuje mnohem větší počty cyklů zápis nebo čtení, obvyklé při použití v průmyslu.

Zachováno zůstalo modulární uspořádání s PC ve skříňce oddělitelné od obrazovky. V případě problémů není tedy třeba opravovat nebo měnit celé zařízení, jako je tomu u většiny jiných průmyslových počítačů, ale pouze vadnou část.

Tablet PC
Průmyslové počítače typu tablet PC jsou mobilní počítače určené pro úlohy, u nichž je vyžadována mobilita a činnost i ve velmi nepříznivém provozním prostředí.

Tablet PC je plnohodnotný přenosný počítač nového typu, který lze bezdrátově připojit k počítačové síti a jenž je převážně ovládán dotykovým perem jako při klasickém psaní na papír.

Vizualizační aplikace InTouch provozovaná na počítači tablet PC tak umožní dosáhnout úplné mobility operátorů, kteří nyní mohou mít vždy „při sobě“ plnohodnotné operátorské pracoviště se stejnými funkčními schopnostmi, jaké jim obvykle nabízejí běžná stacionární pracovní místa (velíny, dispečerská pracoviště apod.).

Integrovaný vizualizační systém InTouch může být na nové platformě tablet PC nejen běžně provozován, ale dokáže aktivně využívat i její nové možnosti založené zejména na ovládání počítače dotykovým perem.

Operátor tak může přímo v provozu např. zadávat ručně psané požadované hodnoty řízených veličin. Aplikace InTouch rozezná číslice i text v mnoha jazycích a vloží je do příslušného datového pole. Tato vlastnost uživatelům ušetří značné množství času, zejména při použití tabletu jako mobilní stanice pro sběr dat.

Uživatelé si také mohou vyznačit a okomentovat konkrétní místa přímo na grafickém displeji perem a zvýrazňovačem. Po zachycení a okomentování lze příslušné grafické zobrazení ihned zaslat e-mailem, vytisknout nebo uložit do paměti pro snazší identifikaci různých stavů ve výrobním procesu a k odstraňování problémů.

Průmyslové komunikační karty a moduly

Jak již bylo uvedeno, dodává společnost Pantek (CS) vedle produktů firmy Wonderware také komunikační karty a moduly pro průmyslové použití od firmy Woodhead Software & Electronics, zejména jejích značek Applicom, SST a DirectLink.

Woodhead Software & Electronics
Firma Woodhead Software & Electronics, divize společnosti Woodhead Industries, Inc. (USA), je nezávislý světový dodavatel univerzálních a ucelených komunikačních řešení pro náročné průmyslové úlohy. Hlavním posláním jejích produktů je zajistit komunikaci mezi řídicími a monitorovacími systémy na úrovni řízení technologických procesů s aplikačními programy na nadřazené úrovni řízení. Typicky jde o:

• spolupráci s vizualizačním a dohlížecím softwarem typu SCADA/HMI,
• propojování rozdílných komunikačních sítí,
• publikace technologických dat na intranetu nebo internetu,
• sběr technologických dat pro jejich archivaci a následné analýzy apod.

Firma Woodhead Software & Electronics dodává především komunikační karty do PC a komunikační moduly do šasi PLC, které umožňují těmto přístrojům univerzálně komunikovat po mnoha průmyslových sběrnicích prostřednictvím desítek komunikačních protokolů (obr. 3).

Obr. 3. Komunikační karty do PC a do šasi PLC od firmy Woodhead

Komunikační karty do PC jsou k dispozici v různých konstrukčních formátech (PCU, PC104, PCMCIA, CompactPCI aj.).

Kromě komunikačních karet a modulů nabízí firma Woodhead Software & Electronics také autonomní komunikační brány pro propojování různých druhů sběrnic s rozdílnými protokoly nebo publikování technologických dat do intranetu a internetu.

Hardwarové komunikační prvky jsou standardně vybaveny uživatelsky vstřícným konfiguračním prostředím nevyžadujícím žádné programování, diagnostickými nástroji a v případě komunikačních karet pro PC také softwarovými datovými servery (Wonderware DAS, OPC DA, Microsoft DDE); to významně usnadňuje jejich zavedení a správu.

Řešení od firmy Woodhead Software & Electronics jsou zastoupena značkami Applicom, SST a DirectLink, jež se navzájem doplňují.

Applicom
Produkty značky Applicom jsou určeny především pro koncové zákazníky a integrátory systémů, kteří v daném typu komunikačních sítí vyžadují výkonné komunikační prostředky s rozsáhlými možnostmi konfigurace. Jde zejména o komunikační karty do PC s hardwarovou podporou (vlastní komunikační CPU) pro více než 40 komunikačních protokolů (Ethernet TCP/IP, Profibus, Modbus, Data Highway Plus, WorldFip aj.).

Vedle výkonnosti je předností karet značky Applicom také nezávislost na protokolu s možností současného zpracování několika protokolů, což významně usnadňuje integraci rozdílných řídicích systémů a snižuje náklady na projekty tohoto typu.

Univerzální komunikační brány (gateway) značky Applicom se využívají ke sjednocení různých komunikačních sběrnic s rozdílnými protokoly nebo k publikování technologických dat do intranetu či internetu v aplikacích, kde není vhodné nebo žádoucí volit řešení na bázi PC.

SST
Produkty značky SST jsou určeny zejména pro dodavatele typu OEM (Original Equipment Manufacturer), kteří vyvíjejí a dodávají své vlastní výrobky. Vedle komunikačních karet do PC a vestavných (embedded) systémů jsou pod značkou SST dodávány zejména komunikační moduly do šasi programovatelných automatů (PLC). Mezi podporované protokoly patří Profibus, ControlNet, DeviceNet, A-B Remote I/O atd.

DirectLink
Značka DirectLink rozšiřuje nabídku produktů Woodhead Software & Electronics o řadu cenově dostupných průmyslových automatizačních komponent pro oblast komunikací, zejména komunikační karty do PC a software. Cenová výhodnost komunikačních karet DirectLink je dána jejich koncepcí, v níž se k řízení komunikace nevyužívá vlastní komunikační procesor na komunikační kartě, ale procesorová jednotka v hostitelském PC.

Produkty DirectLink jsou určeny zejména pro úlohy s menšími požadavky na intenzitu komunikace, kde díky příznivé ceně umožňují vytvářet cenově dostupná řešení. Jejich snadná obsluha je také předurčuje jako vhodné komunikační komponenty vestavných systémů.

Sledování zařízení v průmyslových ethernetových sítích – software IntraVUE

Síť Ethernet se v posledních letech stále častěji využívá i ve výrobním prostředí, např. při použití protokolů Modbus TCP, EtherNet/IP, Foundation Fieldbus HSE a Profinet.

Významně rostou počty propojovacích uzlů a připojených zařízení (PC, PLC, roboty, průmyslové ethernetové přepínače, vzdálené I/O, měniče, čtečky čárového kódu, bezpečnostní kamery, přístupové systémy apod.) a s tím i potřeba jejich efektivního sledování v reálném čase. Jakékoliv výpadky spojení ve výrobním prostředí způsobují nežádoucí prostoje výrobních zařízení, a tím obvykle i finanční ztráty většího rozsahu než při problémech v ethernetových kancelářských sítích.

S ohledem na růst požadavků na rychlou a snadnou podporu ethernetových sítí s mnoha distribuovanými koncovými zařízeními pracujícími přímo ve výrobních provozech byl speciálně vytvořen software Intravue jako systém pro vizualizaci, sledování, diagnostiku a dokumentování stavu zařízení v sítích Ethernet určený zejména pro uživatele v průmyslu [4].

Systém Intravue nenahrazuje existující obecné a komplexní nástroje pro konfigurování a správu ethernetových sítí používané specialisty z oblasti IT, ale vhodně doplňuje jejich funkční schopnosti s ohledem na potřeby jiného typu uživatelů, převážně orientovaných na technologické procesy.

Díky intuitivní obsluze je systém Intravue určen zejména pro provozní techniky, specialisty z oblasti výrobních řídicích systémů a provozní operátory, pro něž obecné nástroje nejsou příliš vhodné (a většinu jejich funkcí by stejně nevyužili). Tito výrobní specialisté však potřebují mít rychle k dispozici informace o závadě v komunikaci mezi jim svěřenými výrobními zařízeními, aby mohli okamžitě reagovat a co nejrychleji závadu odstranit.

Úkolem systému Intravue je zejména co nejrychleji diagnostikovat poruchové stavy v komunikačních sítích, přičemž cílem je vyhnout se přetížení síťových propojení nebo výpadkům zařízení a v důsledku těchto komunikačních problémů snižování produktivity výroby a finančním ztrátám.

Systém Intravue automaticky zmapuje danou síť, zjistí všechna připojená zařízení, včetně způsobu jejich propojení, a vytvoří názorné grafické zobrazení topologie celé sítě. Poté v reálném čase monitoruje činnost sítě a všech připojených zařízení, okamžitě identifikuje problémy vznikající při komunikaci a poskytuje efektivní podporu umožňující jejich urychlené odstranění. Nejčastějšími příčinami problémů odhalovanými systémem Intravue jsou:

• neznalost topologie sítě,
• malá propustnost (saturace přenosového pásma),
• dočasné, opakované nebo trvalé ztráty síťového spojení se zařízením,
• přesuny zařízení na jiné místo v síti,
• připojení nových, popř. cizích zařízení k síti, včetně bezdrátového přístupu,
• vadné komunikační karty, konektory nebo terminátory,
• poškozená kabeláž,
• zdvojené IP nebo MAC adresy,
• nesprávné nastavení přepínačů (full/half duplex apod.),
• vlivy elektromagnetického pole (problémy s uzemněním).

Komunikační problémy výrobních zařízení mohou nyní díky systému Intravue snadno identifikovat a odstraňovat přímo výrobní specialisté, čímž nedochází ke zbytečným prodlevám v činnosti technologických zařízení a poklesům produktivity výrobních strojů a linek.

Literatura:
[1] ČERVENKA, Z.: InTouch 9.0 – výhodná kombinace softwaru i hardwaru pro HMI od Wonderware. Automa, 2004, roč. 10, č. 10, s. 5–7.
[2] ČERVENKA, Z.: Nové možnosti pro výrobní inteligenci I. Automa, 2005, roč. 11, č. 8-9, s. 86–88.
[3] ČERVENKA, Z.: Průmyslové panelové a tabletové počítače. Automa, 2004, roč. 10, č. 8-9, s. 100–102.
[4] ČERVENKA, Z.: IntraVUE – monitorování a dokumentace činnosti zařízení v průmyslových sítích Ethernet. Automa, 2006, roč. 12, č. 6, s. 42–44.

Odkazy na internet:
http://www.wonderware.com
http://www.pantek.cz

Ing. Zbyněk Červenka,
Pantek (CS) s. r. o.