Spolupráce v oblasti měřicí a řídicí techniky

Spolupráce v oblasti měřicí a řídicí techniky

Měření a řízení pomocí počítače nachází v oblasti průmyslové automatizace stále větší uplatnění. Zdaleka již není jen doménou HMI/SCADA. Uživatelé převádějí své aplikace na platformu PC, protože oceňují snadné začlenění takových aplikací do sítí LAN a internetu, unifikaci součástkové základny a výhodnou cenu. S rozšiřováním nabídky odolných průmyslových počítačů odpadá i argument menší spolehlivosti.

Simatic STEP 7 je software, který je určen pro programování a řízení PLC a IPC firmy Siemens. Program vytvořený v STEP 7 lze snadno konfigurovat podle cílového hardwaru, ať už je jím PLC nebo PC. Uživatelé, zvyklí pracovat s PLC, mohou snadno přejít na platformu IPC, aniž by se museli od základů učit nové postupy programování. Součástí Simatic STEP 7 je WinAC, program určený pro práci pod Microsoft Windows NT.

K  počítači je ovšem třeba připojit vstupní a výstupní signály. Jedním z významných dodavatelů hardwaru pro měření a sběr dat je firma National Instruments. Na obr. 1 je malý příklad ze sortimentu: multifunkční kompaktní modul PXI-1002 pro analogové i diskrétní vstupy a výstupy. Tento modul obsahuje vestavěnou řídicí jednotku a tři sloty pro jed notky PXI/CompactPCI. Pomocí nich lze zpracovat v podstatě každý signál z libovolného snímače, a to s vysokou rychlostí i přesností měření a s možností kalibrace. Obdobné jednotky se dodávají také jako karty k instalaci přímo do počítače.

Jak zpracované výsledky použít pro řízení? Podívejme se na typickou aplikaci diagnostiky rotačního stroje, uvedenou v [1]. Nejběžnější metodou je měření chvění akcelerometry. Potřebná vzorkovací perioda takového měření je ovšem v porovnání s periodami běžnými v řídicích smyčkách dosti malá a typické PLC si se zpracováním signálů s tak velkou frekvencí neporadí. Ke zpracování je vhodný spektrální analyzátor RF. Pro jeho připojení k měřicímu systému se používá rozhraní GPIB, definované podle normy IEEE 488. Pomocí GPIB lze analyzátor připojit k počítačovému měřicímu systému, např. se softwarem LabView od National Instruments, avšak v řídicích aplikacích se toto rozhraní běžně nepoužívá.

Výsledkem spolupráce firem Siemens a National Instruments, ohlášené na letošním veletrhu Hannover Messe, je vazba mezi LabView a WinAC. Pomocí této vazby může uživatel začlenit do STEP 7 programový prvek, který reprezentuje určený analogový nebo diskrétní výstup nebo vstup LabView. Tyto výstupy nebo vstupy jsou výsledkem zpracování dat z různých částí výrobního procesu, z různých zařízení připojených pomocí GPIB. V popisovaném příkladu tak může být výsledek měření chvění převeden do WinAC a zde použit k řízení technologie (např. k řízenému odstavení technologie, překročí-li vibrace přípustné hodnoty). Obdobně může WinAC předávat data do LabView a ovládat tak měřicí proces, např. spustit měřicí cyklus po dokončení určité fáze výroby.

Zástupci firem Siemens a National Instrument uvedli, že toto je jen první krok jejich spolupráce, která rozšíří možnosti a funkce systémů oblíbené řady Simatic, umožní produktům National Instrument proniknout do dalších oblastí aplikací a uživatelům přinese těsnější a snazší propojení měřicích a řídicích funkcí.