Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Simatic WinAC RTX 2008 pro automatizaci na bázi PC

Společnost Siemens nabízí pro řízení kro­mě osvědčených průmyslových řídicích systémů založených na použití modulár­ních programovatelných automatů (PLC) řady Simatic S7 také řídicí systémy posta­vené na využití průmyslových PC a softwa­rového PLC. Tento článek stručně shrnu­je přehled a současné možnosti automati­zace na bázi PC a představuje související novinky.
 

Proč používat automatizaci na bázi PC

Hlavním proudem v průmyslových řídi­cích systémech je a pravděpodobně ještě ur­čitou dobu nadále bude po­užívání klasických PLC. Co tedy může dnes vést uživate­le k zařazení řídicího systé­mu založeného na PC?
 
Rychlý vývoj v oblasti počítačů a s tím souvisejí­cí nárůst jejich výpočetního výkonu je přínosem v řeše­ní náročných úkolů vyžadu­jících co nejrychlejší řídi­cí systém a velkou kapacitu paměti. Zajímavá je rov­něž otevřenost systémů PC – vedle řídicích programů běží na PC i systém SCADA a ostatní programy fungují­cí pod operačním systémem Windows. Přednosti takového řešení vynikají např. v situaci, kdy je třeba archivovat větší množství dat, pracovat s databázemi či pro­vádět složité výpočty související s řízením. Sestavu PC lze snadno doplnit nejrůznějšími rozšiřujícími kartami, např. pro systémy stro­jového vidění (optická kontrola výrobků, mě­ření apod.). Přestože řídicí systémy založené na PC od společnosti Siemens jsou progra­movány softwarem Step7 (tedy úplně stejně jako PLC řady S7-300 a S7-400), jsou velmi účinným nástrojem i programy C/C++, které mohou se softwarem vytvořeným ve Step7 spolupracovat. Takto se uskutečňují specific­ké úlohy, jimiž mohou být např. implemen­tace nestandardních komunikačních proto­kolů, spolupráce s atypickými programy zá­kazníka apod. Na jednom PC tedy současně běží program řízení, vizualizace a další apli­kační programy.
 

Simatic WinAC RTX 2008

V podstatě na libovolném PC, které splňu­je minimální požadavky na systém, je možné provozovat soubor programů Simatic WinAC RTX, který obsahuje i spolehlivý softwa­rový PLC určený k řízení technologických procesů.
 
Typická architektura řídicího systému se Simatic WinAC RTX je tvořena průmyslo­vým PC, které je hardwarovou platformou jak pro systém řízení, tak pro systém SCADA a další programy. K tomuto PC se připojují distribuované periferní jednotky (vzdálené I/O) buď přes komunikační sběrnici Profibus, nebo přes průmyslovou ethernetovou síť. PC tedy funguje jako Profibus-DP master, popř. Profinet IO Controller. Na tutéž komunikační sběrnici lze instalovat další zařízení opatře­ná potřebným komunikačním roz­hraním (frekvenční měniče, PLC, operátorské panely apod.). Tato zařízení komunikují se softwaro­vým PLC WinAC RTX.
 
Pro konfiguraci, programo­vání a diagnostiku softwarové­ho PLC je určeno osvědčené vý­vojové prostředí Step7, které je společné pro PLC řad S7-300 a S7-400 i pro WinAC RTX. Z pohledu programátorů je Wi­nAC RTX stejný jako PLC řady S7-400, což je velká přednost, protože programátoři znalí kla­sických Simatic PLC se nemusí učit nic nového, a dokonce mo­hou bloky programů původně vy­tvořené např. pro CPU řady S7-400 nahrát do softwarového PLC a naopak.
 
WinAC RTX dovoluje deterministické ří­zení v reálném čase, kdy uživatel sám s po­užitím přehledného ovládacího panelu určí, kolik prostředků systému vyhradí pro činnost softwarového PLC a kolik ponechá k dispozi­ci ostatním aplikačním programům fungují­cím ve Windows (např. vizualizačnímu soft­waru). Výkon těchto aplikačních programů běžících na daném PC lze tedy takto „ladit“.
 
Soubor programů Simatic WinAC RTX kromě softwarového PLC obsahuje plnohod­notný server Simatic Net OPC včetně licence na software IE Softnet-S7 Lean. To znamená, že je možné prostřednictvím rozhraní OPC přistupovat k datům softwarového PLC. Ne­chybí ani ovládací panel softwarového PLC (obr. 1), nástroj pro konfiguraci remanentní paměti (zálohování dat při výpadku napájení), systém WinAC Time Synchronization, určený k synchronizaci času s dalšími stanicemi při­pojenými na použitou komunikační sběrnici, a vlastní rozšíření RTX operačního sytému.
 
Pro případy, kdy je zapotřebí kromě kódu vytvořeného v prostředí Step7 použít také aplikační programy C/C++, nabízí fir­ma Siemens produkt Simatic WinAC ODK (Open Development Kit), který umožňuje spouštět programy C/C++ přímo z bloků pro­gramů softwarového PLC nebo vyměňovat data mezi WinAC RTX a programy C/C++ za použití sdílené paměti.
 

Hardwarové platformy pro WinAC RTX

Odolné a spolehlivé PC je nutným předpo­kladem pro použití řídicích systémů Simatic WinAC. V inovované nabídce počítačů sku­piny Simatic PC figurují jak vestavné systé­my, tak standardní průmyslová PC.
 
Společně se softwarovým PLC se typicky používají vestavné systémy, tedy bezúdržbová průmyslová PC bez rotačních součástí. Jsou tedy vhodné pro montáž přímo do rozvádě­če. Nejčastěji je v nich nainstalován operační systém Windows XP embedded. Uživatel si může vybrat mezi následujícími vestavnými systémy: Microbox PC 427B (obr. 2), Panel PC 477B nebo Simatic S7-mEC. V prvním případě jde o PC minimálních rozměrů urče­né pro montáž na lištu DIN, v případě dru­hém je součástí PC i obrazovka (12",15"i va­rianty s dotykovou obrazovkou). Zákazník může objednat předem připravenou soupra­vu obsahující vestavné PC i software (WinAC RTX, WinCC flexible RT, Softnet S7-Lean) ve zvolené konfiguraci. Takové sady jsou ce­nově výrazně zvýhodněny, navíc má zákaz­ník software předinstalován, a ušetří tak čas při uvádění PC do provozu.
 
Simatic S7-mEC (modular Embedded Controller) je zcela nová hardwarová platfor­ma. Tento modulární vestavný systém v de­signu S7-300 je možné rozšiřovat o vstupní a výstupní karty známé ze systému Simatic S7-300 a o některé další karty s rozhraním USB, DVI-I apod. Jádrem systému S7-mEC je centrála EC 31-RTX (obr. 3), která je osa­zena vestavným PC (Core Duo 1,2 GHz, 1 GB RAM, 2 GB Flash Disk), třemi ether­netovými porty a dvěma porty USB.
 
Průmyslové PC si každý uživatel může nakonfigurovat podle svých specifických po­žadavků v on-line konfigurátoru na adrese www.siemens.cz/pc.
 

Závěr

V článku jsou představeny řídicí systé­my společnosti Siemens založené na použití PC, důvody jejich použití a možnosti softwa­ru Simatic WinAC RTX 2008 i nová nabíd­ka průmyslových PC s obchodním názvem Simatic. Výhodou popisovaných systémů na bázi PC je kromě výkonnosti, spolehlivosti a otevřenosti i jejich začlenění do koncepce Plně integrované automatizace (Totally Inte­grated Automaiton – TIA). Díky tomu mo­hou bez problémů spolupracovat s ostatními prvky značky Siemens. Uživateli především usnadňují práci, neboť i Simatic WinAC se spravuje prostřednictvím rozšířeného a zná­mého vývojového prostředí Step7 a pracuje se s ním stejně jako se standardními PLC řady Simatic S7-300 a S7-400. Pracovníci společ­nosti Siemens zájemcům na požádání rádi po­skytnou více informací.
Ing. Jakub Vojanec,
Siemens, s. r. o.
 
Obr. 1. Ovládací panel Simatic WinAC RTX 2008
Obr. 2. Simatic Microbox PC 427B s decentrální periferií ET 200S připojenou po sběrnici Profibus
Obr. 3. Centrála EC 31-RTX je jádrem systému Simatic S7-mEC