|
Systémy pro řízení strojů a informační systémy
Stále častěji se výrobci strojů setkávají s požadavky na to, aby řídicí systém stroje dokázal komunikovat s informačním systémem výrobního podniku. Požadavky jsou to vcelku logické, vždyť každý výrobní podnik dnes má informační systém, kde jsou uloženy podrobné informace o celém procesu výroby, od nákupu surovin, přes vlastní zpracování výrobků a jejich balení až po expedici k zákazníkovi.
Tato skutečnost vede k nutnosti začlenit strojní zařízení do informačních systémů. V tomto směru má Dyger, s. r. o., jako distributor firmy Beckhoff New Automation Technology pro Českou republiku a Slovenskou republiku, rozhodně co nabídnout.
Technika od společnosti Beckhoff
Německá společnost Beckhoff je tradiční dodavatel systémů řízení zejména pro výrobce strojů a linek, a to již více než dvacet pět let. Produkty této společnosti jsou založeny na platformě PC, která garantuje velký výkon, dostatečný nejen pro tradiční logické řízení, jak je známo z programovatelných automatů (PLC), ale zejména pro řízení obráběcích a tvářecích strojů (NC, CNC), včetně interpolace dráhy pohybu nástroje k obrobku.
Díky velkému výkonu moderních procesorů a otevřenosti platformy PC je možné vykonávat úlohy PLC, NC a CNC společně s ovládacím rozhraním HMI na jednom zařízení. Tato kombinace velmi usnadňuje konečný vývoj aplikačního softwaru a zjednodušuje celkovou údržbu systému.
Průmyslová PC
V současnosti je k dispozici několik řad průmyslových PC (IPC) a uživatel si může vybrat podle požadavků na výkon a spotřebu procesorové jednotky (CPU). Počítače se dodávají také ve variantě bez ventilátoru, pouze s pasivním chlazením. V nabídce je i varianta pro zákazníky, kteří požadují PC bez rotačního pevného disku (harddisku napětí 24 V DC není problém. Takto konstruované IPC lze bez obav „pověřit„ řízením celé složité technologie, výrobní linky nebo stroje.
Velmi zajímavou alternativou je i PC zabudované v ovládacím panelu. Tento systém je zvláště vhodný pro řízení jednoúčelových strojů a výrobních linek, kde je nutné spolehlivé a výkonné řízení doplněné HMI menšího rozsahu. Celý panel je ve velmi kompaktním provedení (např. k zástavbě do dveří rozváděče) a je vybaven sériovým rozhraním, rozhraním USB a dvěma ethernetovými kanály. Namísto HDD je vybaven kartou CF (Compact Flash) a neobsahuje žádné aktivní prvky chlazení (ventilátory atd.) Napájení je 24 V.
Embedded PC
Velmi oblíbená řada vestavných počítačů CX1000 Embedded PC pro úlohy středního rozsahu se opět modernizovala a již brzy bude k dispozici inovovaná verze CX1020 (obr. 1). CX1020 bude oproti dosavadnímu modelu CX1000 výrazně změněna. Navýšení výkonu procesoru z dnešního AMD 266 MHz na Intel Pentium M (0,6 až 2,0 GHz) umožní mj. začlenit do zařízení runtime pro řízení NC s interpolací (NC I) pro systém TwinCat. CX1020 bude mít také komunikační rozhraní pro EtherCat. EtherCat je velmi rychlá průmyslová sběrnice na bázi Ethernetu s možností obsloužit až 1 000 digitálních vstupů za 30 µs, 200 analogových vstupů za 50 µs a 100 pohybových os za 100 µs. Jako operační systém bude možné použít Microsoft Windows CE 5.0 a Microsoft Windows XP Embedded.
Obr. 1. Vestavné PC řady CX1020
Vestavné počítače CX se staly velmi oblíbenými pro svou modularitu, velký výkon, možnost instalace na standardní lištu DIN, rozsáhlé schopnosti komunikace (Profibus, CANOpen, DeviceNet, Ethernet, AS-i, LON, Modbus, EIB, DALI, Sercos, Fipio, Interbus, Lightbus atd.) a hlavně pro otevřenost systému. Díky těmto vlastnostem našly uplatnění nejen ve výrobě strojů či linek, ale i v plynárenství, vodárenství, teplárenství a při řízení inteligentních budov.
Programování systémů Beckhoff aneb systém pro skutečného programátora
Další část článku je věnována možnostem programování řídicích systémů Beckhoff.
Základem je vývojové prostředí TwinCat, které je určeno k programování aplikací PLC, NC, NC I či CNC. Toto jednotné prostředí zahrnuje všechny programovací jazyky podle normy IEC 61131-3, tj. seznam příkazů (Instruction List – IL), kontaktní schéma (Ladder Diagram – LD), funkční bloky (Function Block Diagram – FBD), strukturovaný text (Structured Text – ST) a sekvenční funkční grafy (Sequential Function Chart – SFC). Programátor si tedy může vybrat jazyk, který mu vyhovuje a který je nejvíce vhodný k řešení jeho úlohy.
Obr. 2. Vývojové prostředí Embedded C++ pro Windows CE
TwinCat ale není pouhé vývojové prostředí. Je to naprosto otevřený systém, který kromě programování uvedenými jazyky umožňuje začlenění kódu z vyššího jazyka C++ formou knihoven nebo tvorbu vlastních knihoven přímo v prostředí TwinCat (obr. 2).
Pro náročné programátory zde je i možnost začlenit aplikaci napsanou v prostředí TwinCat do nadstavbového informačního nebo jiného systému psaného v některém z vyšších programovacích jazyků. Pro tuto úlohu má TwinCat množství knihoven pro Visual C++, Borland Delphi, Visual Basic atd. Knihovny jsou k dispozici v podobě DLL, ActiveX, ASP či skriptů v jazyce Java.
Microsoft .Net Framework a TwinCat
Samostatnou kapitolou je propojení aplikace .Net Framework od firmy Microsoft s prostředím TwinCat. Aplikace .Net Framework je součástí platformy Microsoft .Net, která se stále více a důrazněji uplatňuje v oboru informačních systémů. Beckhoff nabízí sadu knihoven pro .Net Framework, které informačním systémům zpřístupní aplikace psané v prostředí TwinCat. Samozřejmostí je podpora nového vývojářského prostředí Microsoft Visual Studio 2005 (Visual C++, C#, Visual Basic atd.; obr. 3) i Borland Delphi 2005.
Obr. 3. Vývojové prostředí Visual Studio 2005
Díky těmto schopnostem lze systémy Beckhoff snadno začlenit do informačních systémů či přizpůsobit jejich vlastnosti i těm nejnáročnějším požadavkům zákazníka. Tam, kde standardní PLC svými vlastnostmi již nestačí a je nutné doplnit jeho funkce pomocí PC (OPC, HMI), má Beckhoff vždy co nabídnout. Není výjimka, když systém Beckhoff kromě standardní aplikace PLC, NC či CNC obsahuje zároveň aplikaci psanou ve vyšším jazyku (např. C++), která řeší nestandardní úlohy.
Komunikační schopnosti systémů Beckhoff
Silnou stránkou systémů Beckhoff jsou komunikace. Beckhoff neprosazuje, jako některé jiné firmy, uzavřený komunikační systém (mnohdy jejich vlastní výroby), ale dokáže komunikovat ve většině běžných komunikačních systémů v oboru průmyslové automatizace. Podporuje sběrnice Profibus, CANOpen, DeviceNet, Ethernet, AS-i, LON, Modbus, EIB, DALI, Sercos, Fipio, Interbus, Lightbus atd. Zajímavostí je i to, že různé komunikační moduly cenově příliš neodlišuje. Zákazník si proto může zvolit způsob komunikace podle svých potřeb, aniž by byl nějak omezován.
Velmi často se lze v praxi setkat s tím, že systém Beckhoff pracuje jako komunikační most (bridge) mezi dvěma různými komunikačními systémy.
Zajímavou vlastností i v oblasti komunikací je otevřenost systému TwinCat z pohledu programování. Díky tomu je možné mnoho komunikačních protokolů naprogramovat přímo v prostředí TwinCat nebo v některém z vyšších jazyků a začlenit je tak do systému.
Za zmínku stojí sběrnice Lightbus, kterou Beckhoff nabízí již mnoho let. Sběrnice využívá plastové optické vlákno a zapojení do kruhu. Optické vlákno je velmi pružné a zároveň odolné. Lightbus je velmi spolehlivá sběrnice, odolná proti všem vnějším rušivým vlivům. Montáž je velmi jednoduchá, bez nutnosti používat speciální přípravky. Díky těmto vlastnostem se Lightbus stal velmi oblíbenou komunikační sběrnicí především u výrobců strojů a linek.
Operátorské panely
Firma Dyger, s. r. o., již mnoho let spolupracuje se švédskou firmou Beijer, jednou z nejvýznamnějších firem v oblasti průmyslových operátorských panelů. Osvědčená řada panelů Cimrex byla letos na jaře doplněna zcela novou řadou Exter.
Kromě nového a velmi estetického vzhledu mají panely Exter i mnoho zajímavých funkcí a vlastností. Vnější část panelu je ze slitiny hliníku a má krytí IP65.
Obr. 4. Komunikační schopnosti panelů Exter
Jádrem panelů Exter je spolehlivé průmyslové PC s operačním systémem Microsoft Windows CE. Panely jsou vybaveny velmi kontrastním displejem s velkým rozlišením (např. 800 × 600, 1 024 × 768 atd.). Vyrábějí se ve třech velikostech, 6,5", 10" a 15", s dotykovým displejem nebo klávesnicí.
Vestavěn je server FTP a webový server, uživatel může využít protokol SMTP, rozhraní USB pro připojení tiskárny či jiného zařízení, rozhraní pro Ethernet, RS-232, RS-422 a pro zvětšení kapacity paměti je možné použít kartu CF (obr. 4). Samozřejmostí jsou záznamy časových průběhů provozních veličin, výstražných hlášení či receptur. Panel lze doplnit i čtečkou čárových kódů.
Jednou ze zajímavých vlastností je i možnost rozdělit vizualizaci na server a několik klientů, jak je to běžné u aplikací HMI na PC.
Závěr
Firma Dyger, s. r. o., kromě obchodního zajištění nabízí i plnou technickou podporu integrátorům, projektantům a programátorům. Techničtí specialisté firmy mají mnohaleté zkušenosti z praxe s používáním řídicích systémů, a to v různých oblastech, včetně programování ve vyšších jazycích jako C++, Delphi, Java, Visual Basic. Díky tomu je firma Dyger, s. r. o., schopna technicky řešit problémy zákazníků počínaje běžnými aplikacemi PLC a konče přístupy do databází typu SQL Server v informačních systémech.
Snahou pracovníků společnosti Dyger je dodat zákazníkovi kompletní řešení s využitím nejmodernějších prostředků. Další informace o produktech a službách firmy Dyger lze získat na adrese uvedené v inzerátu na šesté straně obálky.
Jindřich Nikodem,
Dyger, s. r. o.
DYGER, s. r. o.
Výstaviště 1
648 59 Brno
tel.: 541 321 004
fax: 541 249 208
e-mail: info@dyger.cz
http://www.dyger.cz, www.beckhoff.com
|