Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Svět průmyslových počítačů B&R

číslo 12/2002

Svět průmyslových počítačů B&R

Firma Bernecker & Rainer (B&R) je celosvětově známa výrobou automatizační techniky špičkové úrovně. Nabídka B&R obsahuje nejen volně programovatelné řídicí systémy, ovládací panely a digitální servopohony, ale také průmyslové počítače B&R Provit. Stejně jako u jiných produktů B&R, je i u této skupiny společným jmenovatelem důsledná modularita, skýtající široké možnosti výběru nejvhodnější konfigurace pro danou aplikaci.

V článcích, které vyšly v minulých číslech časopisu Automa, byl kladen důraz především na technické vlastnosti samotných průmyslových PC značky B&R. V tomto článku se čtenář navíc dozví o možnostech použití těchto počítačů v praxi.

Průmyslová PC Provit pocházejí výhradně z produkce B&R. Všechny podstatné části, jako základní deska a šasi, jsou vyvíjeny a vyráběny u B&R. Podstatné je, že pocházejí z vývojové dílny, která má bohaté zkušenosti s návrhem průmyslové řídicí techniky kategorie PLC. V případě IPC Provit tedy nejde o produkty původně určené do kancelářského a domácího prostředí, jen upravené zvýšením odolnosti. Nejmodernější výrobní a testovací vybavení dává v kombinaci se systémem řízení jakosti podle ISO 9001 záruku vysoké kvality, která je u produktů určených pro trvalý provoz v průmyslovém prostředí nezbytná.

Obr. 5.

Modulární průmyslová PC B&R jsou postavena na dvou základních typových řadách: Provit 2000 a Provit 5000. Z nabízených komponent je možné sestavit výslednou konfiguraci pro nejrůznější použití od grafického obslužného panelu až po výkonnou pracovní stanici. Vlastní průmyslové PC se montuje na zadní stranu displeje nebo může být umístěno v rozváděči a displej je pak provozován jako vzdálený (obr. 5).

Provit 2000
Provit 2000 je velmi kompaktní a v kombinaci s plochým displejem je nejčastěji využíván jako vestavný grafický panel. Přitom však je to plnohodnotný počítač typu PC. Procesory typu 486 DX2 a 486 DX5 s taktovací frekvencí 66 nebo 133 MHz skýtají dostatečný výkon pro většinu aplikací, které připadají v úvahu u této kategorie IPC. Všechny typy vybavené procesory typu 486 DX2 spolehlivě pracují bez nuceného větrání až do teplot 50 °C. Provit 2000 je nabízen s pevným diskem nebo bez něj. Použití elektronické paměti (karty CompactFlash) místo mechanického disku zaručuje vysokou odolnost proti vibracím. Karty CompactFlash jsou v současné době k dispozici až do kapacity 512 MB. Jejich předností je také to, že nevyžadují žádné dodatečné ovladače a vůči operačním systémům se chovají jako standardní pevný disk. Další výhodou je jejich snadná výměna laickou obsluhou bez nutnosti rozebrání přístroje. Aktualizace verzí aplikačního softwaru je tak možná bez přítomnosti servisního odborníka.

Obr. 2.

Do rodiny IPC řady Provit 2000 patří také kompaktní provedení označené jako B&R Compact IPC (obr. 2). Jde o PC vybavené procesorem 486 DX5, 133 MHz a 32 MB paměti DRAM. Díky bohaté paletě rozhraní (COM, LPT1, CAN, Ethernet, FDD atd.) má široké komunikační možnosti. Programové vybavení včetně operačního systému je uloženo na vyměnitelné kartě CompactFlash, odolné proti rázům a vibracím. Integrovaný barevný displej TFT s dotykovým ovládáním a úhlopříčkou 10,4" umožňuje pohodlné ovládání.

B&R Compact IPC je díky svým technickým vlastnostem a velmi příznivé ceně vhodný pro výrobce sériových strojů a zařízení.

Využití IPC Provit 2000 v praxi
Průmyslové PC lze použít např. jako grafický obslužný panel. Jako operační systémy jsou pro takové účely vhodné MS-DOS nebo Windows CE a nad nimi pak běží vlastní vizualizace.

B&R má však ve své nabídce vlastní operační systém reálného času, B&R Automation Runtime AR 102, který se instaluje na „holé“ PC. Díky němu lze IPC Provit využít jak k řízení, tak i pro vizualizaci. Vstupy a výstupy je možné připojit centrálně (přes zásuvné v/v karty) nebo decentrálně systémem vzdálených v/v. Výhodou řešení s B&R Automation Runtime je možnost tvorby vizualizace pomocí jednotného vývojového prostředí B&R Automation Studio, které má pro tyto účely širokou paletou nástrojů. Výhodou tohoto řešení je podstatné zrychlení vývoje celé aplikace a snížení nákladů (odpadá cena za MS-DOS, popř. Windows CE, a software pro vývoj vizualizace).

Provit 5000
Provit 5000 je velmi výkonné průmyslové PC s velkou flexibilitou. Může být použito jako grafický obslužný panel, pro řídicí účely nebo jako výkonná pracovní stanice, popř. jako multifunkční zařízení. Díky modulární stavbě a rozdělení na systémovou a sběrnicovou část je možné vytvářet celky o různém výkonu a s různým počtem slotů pro zásuvné karty. Modularita je i na úrovni procesorů (tab. 1) a paměťových médií. Místo pevně zabudovaného pevného disku je k dispozici jeden speciální slot (u Provit 5600 jsou dva), který lze osadit výměnnými pevnými disky o kapacitách v řádu desítek gigabytů nebo adaptéry pro PC-Card, které mohou obsahovat paměť ATA-flash, popř. CompactFlash až do kapacity 512 MB.

Tab. 1. Základní parametry IPC Provit

Typová řada Provit 2000 Provit 5000 Provit 5600
Napájení 24 V DC volitelně 110/230 V AC nebo 24 V DC
Vnější rozměry bez displeje (mm) 182 × 182 × 55 270 × 190 × 90 až 160 367 × 272 × 162 až 200
Procesor 486 DX2, 66 MHz nebo 486 DX5, 133 MHz Intel Celeron 300, 366, 566, Intel Pentium III 600, 850
Paměť RAM 8 nebo 32 MB DRAM max. 512 MB DRAM
Vnější paměť (volitelné varianty) 2MB flash EEPROM, 20GB pevný disk, 512MB polovodičový disk 20GB pevný disk nebo polovodičový disk až dva 20GB pevné nebo polovodičové disky nebo kombinace
Volné sloty dva PC Card typ II, jeden ISA (vol. adaptér) dva nebo čtyři ISA nebo PCI poloviční jeden ISA poloviční, tři nebo pět ISA nebo PCI dlouhých
Rozhraní, volitelné periferie COM1 až COM4 (RS-232/422/485), LPT1, CAN, Ethernet, Arcnet, ext. monitor, klávesnice PS/2, CD-ROM, CD-RW, externí jednotka FDD COM1, COM2 (RS-232), LPT1, Ethernet, ext. monitor, klávesnice PS/2, myš, volitelně COM3, COM4 (RS-422/485), CAN, FDD, CD-ROM, CD-RW
Ploché displeje 1 VGA a VGA, černobílý LCD, barevný LCD, barevný TFT, barevný TFT s dotykovým ovládáním, 5,7", 10,4" VGA, SVGA, XGA, SXGA, barevný TFT, barevný TFT s dotykovým ovládáním, 10,4", 12,1", 15", 18,1" (20,1" zákaznické)

Kromě splnění základních podmínek odolnosti pro provoz ve vysoce náročném prostředí má Provit množství dalších diagnostických a monitorovacích funkcí. Systém např. automaticky vede provozní deník pro sledování restartů, provozních hodin v teplotním přetížení, provozu větráků a displejových jednotek. Tyto uživatelem neovlivnitelné záznamy je možné vyhodnocovat jak z aplikace, tak i prostřednictvím samostatných programových nástrojů.

Obr. 3.

Široká nabídka zobrazovacích jednotek
Jako zobrazovací jednotky jsou výhradně používány ploché displeje. Jsou k dispozici ve všech dostupných formátech a rozlišeních a krytí čelní strany mají vesměs IP65. U řady Provit 2000 jsou v nabídce displeje s rozlišením 1/4 VGA (obr. 3) a VGA v provedeních černobílý nebo barevný LCD a barevný TFT s délkou úhlopříčky od 5,7" do 10,4". V nabídce jsou i varianty s dotykovým ovládáním.

Pro výkonnější Provit 5000 lze využít řadu barevných displejů TFT až do rozlišení SXGA a délky úhlopříčky 18,1", na individuální přání zákazníka až do 20,1". Displejové jednotky mohou být provozovány na dálku od řídicích jednotek a zabudovány např. do výkyvného ramene stroje. Libovolnou konfiguraci IPC Provit lze provozovat také bez plochého displeje nebo s běžným externím monitorem.

Obsluhu zjednodušují displeje s dotykovým ovládáním (touch screen, infrared), popř. se zařízením touchpad (pouze Provit 5600). K dispozici jsou rovněž integrované funkční klávesy s LED. Pomocí zásuvných štítků je lze individuálně popisovat, stejně jako je možné přizpůsobit prostřednictvím konfiguračního programu jejich kódy a režimy rozsvěcování LED v dané aplikaci.

Obr. 4.

Součástí plochého displeje Provit 5600 (obr. 4, první zleva) jsou dvířka v krytí IP65, za kterými se nachází konektor pro připojení externí klávesnice PS/2 a je možné sem zabudovat kombinovanou jednotku FDD/CD-ROM nebo FDD/CD-RW.

Využití IPC Provit 5000 v praxi
Možnosti použití průmyslového PC sahají od komfortního obslužného panelu až po výkonnou pracovní stanici. Provit 5000 lze podobně jako Provit 2000 použít i pro řízení. B&R pro tyto účely nabízí dvě principiálně odlišná řešení. První je použití vlastního operačního systému reálného času B&R Automation Runtime AR105, který se instaluje na „holé“ PC. Vstupy a výstupy lze připojit centrálně (formou lokální expanze systému B&R 2005/10, což je léty prověřený a odolný modul kategorie PLC) nebo decentrálně systémem vzdálených v/v. Výhodou tohoto řešení je možnost tvorby vizualizace pomocí jednotného vývojového prostředí B&R Automation Studio. Druhé řešení je B&R Automation Runtime AR010, které umožňuje souběžný chod operačního systému reálného času a Windows 2000 nebo XP. Windows ovšem běží jako jedna z úloh operačního systému a tato kombinace může sloužit jako výchozí platforma pro různé vizualizační softwary. V mnoha aplikacích využívajících průmyslová PC Provit 5000 je použit i operační systém Linux.

Obr. 6.

Jedním z pěkných příkladů aplikace IPC 5000 může být stoj vybavený řízením CNC. Na IPC se nainstaluje operační systém B&R Automation Runtime s integrovaným soft-CNC. Při tvorbě vizualizace je možné využít nástroje firemního vývojového prostředí (B&R Automation Studio) nebo použít software, jehož runtime poběží nad operačním systémem Windows. Ve druhém případě je nutné na IPC ještě nainstalovat systém Windows. Pro připojení modulů v/v a digitálních servopohonů lze s výhodou použít průmyslovou sběrnici CAN (500 kb/s) nebo Ethernet Powerlink (100 Mb/s).

APC680 – nové výkonné průmyslové PC
APC680 je speciálně vyvinuto pro náročné řídicí a vizualizační úlohy a je na horní hranici stupnice výkonů průmyslových PC značky B&R. Díky slot-CPU a modulární koncepci se ACP680 může optimálně přizpůsobit požadavkům zadání. Chráněné konektory a robustní mechanická konstrukce umožňují použít jej v náročném prostředí. Procesor a chipset, zařazené do tzv. Intel Embedded Division, zaručují dlouhou životnost.

Technické parametry ACP680:

  • Intel Celeron nebo Intel Pentium III, Tualatin až 1,26 GHz,
  • dvě rozhraní Ethernet 100 Mb/s,
  • čtyři rozhraní USB,
  • rozhraní pro připojení plochého displeje,
  • čtyři rozhraní PCI, jedno ISA, dvě PICMG,
  • čtyři sériová rozhraní.
Obr. 7.

Genesis 32
Aby výsledná aplikace splňovala ta nejpřísnější kritéria, je třeba spojit dokonalý hardware se stejně kvalitním softwarem. Společnost B&R nabízí ve spoluprácí s firmou Iconics (USA) produkt Genesis 32 v podobě optimalizované pro použití s produkty B&R. Jde o software SCADA umožňující efektivní tvorbu rozsáhlých a působivých aplikací v prostředí Windows. Genesis 32 je standardně nabízen ve verzi pro neomezený počet v/v bodů. Důležitou vlastností tohoto produktu je modularita, vazba na standardní datová rozhraní Windows a tím i potřebná otevřenost, tedy atributy současných produktů na nejvyšší technické úrovni. B&R je navíc schopna nabídnout Genesis 32 za velmi příznivou cenu.

Zákaznické varianty
Firma B&R nabízí vytvoření nejrůznějších zákaznických variant čelních panelů na bázi IPC Provit, a to i pro poměrně malé výrobní série. Tato možnost přitom není omezena pouze na obměny grafického ztvárnění čelní fólie včetně loga výrobce stroje či zařízení, ale umožňuje také volit výkonnost počítače a displeje, počet a uspořádání kláves, kombinovat elektronické klávesy s tlačítky přímo připojenými na vstupy řídicího systému, integrovat další obslužné prvky apod.

Ing. Robert Charvát

B&R automatizace s. r. o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel.: 541 420 311
fax: 541 420 326
e-mail: office.cz@br-automation.com
http://www.br-automation.cz

Slovníček – paměti a paměťová zařízení
ATA-Flash
ATA-Flash je malá výměnná paměťová karta, která obsahuje paměť flash EEPROM a řa- dič. Řadič obsluhuje paměť a emuluje rozhraní ATA (Advanced Technology Attachment) – aplikace se k ní chovají jako k disku s rozhraním IDE (tedy jako k běžnému pevnému disku nebo CD-ROM).
CompactFlash
Karta CompactFlash® (karta CF) je malá výměnná paměťová karta, které obsahuje paměť flash EEPROM a řadič. Konektor karty CF je podobný konektoru desky PCMCIA, ale má 50 kontaktů. Je navržen s ohledem na časté vyjímání karty z počítače (nebo jiného přístroje – typickou aplikací karet CF jsou digitální fotoaparáty).
DRAM
Dynamic Random Access Memory; nejběžnější typ paměti RAM. Její nevýhodou je, že pro uchování dat je třeba ji neustále obnovovat a má poměrně velkou spotřebu elektrické energie. Jinou variantou paměti RAM je SRAM (Static Random Access Memory) s nižší spotřebou a rychlejší dobou přístupu. I ta však potřebuje k uchování dat napájení.
Flash EEPROM
Paměť flash EEPROM (nebo jen paměť flash) je speciální typ paměti EEPROM, která může být přepisována po blocích (klasická EEPROM – Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory – se přepisuje po bytech). Tato paměť nepotřebuje pro uchování ulo-žených dat zdroj napájení.
Polovodičový disk
SSD, Solid State Disk (Silicon Disk), je paměťové zařízení obsahující DRAM, EEPROM, řadič, CPU a baterii. Neobsahuje pohyblivé části a je rychlejší než běžný pevný disk (18 MB/s pro SCSI-II a 35 MB/s pro Ultra Wide SCSI).
Inzerce zpět