Aktuální vydání

celé číslo

12

2022

Automatizace výrobních, montážních a balicích strojů a linek

Elektrické, pneumatické a hydraulické pohony

celé číslo

Vestavné systémy s komunikaci M2M mají zelenou

Vestavné (embedded) systémy s komunikací M2M nejsou určeny jen pro řízení v průmyslových provozech, ale stávají se oporou také při řízení dodávek zboží do obchodů a automatů a stále častěji nacházejí uplatnění i v logistice a v informačních a reklamních panelech.
 
Označení M2M vzniklo z anglického výrazu machine-to-machine, který označuje prostředky pro elektronickou bezdrátovou komunikaci mezi stroji, zařízeními a systémy. Komunikace M2M ve spojení s telekomunikačními sítěmi tedy zabezpečuje výměnu informací mezi technickými jednotkami, přičemž cílem je optimalizovat výrobní procesy a ekonomické náklady společnosti.
 
Spojení mezi systémy může zajišťovat jakákoliv bezdrátová síť, která je k dispozici v místě používání systému. Je ale třeba, aby vyhovovala danému případu použití. Pro lokálnější zařízení je vhodná síť WLAN (WiFi), která umožňuje snadné připojení na světovou síť Internet. Výhodou bezdrátové komunikace, která využívá mobilní datové sítě GSM/GPRS, je bezpochyby to, že používají standardizované metody přenosu, komunikují prostřednictvím protokolů a rozhraní, která jsou všeobecně uznávána, a pokrývají svým signálem téměř celé území České republiky.
 
V dalších odstavcích je uvedeno několik příkladů použití zmíněných systémů a jsou zde vyjmenovány jejich výhody oproti dosavadním statickým zařízením.
 

Zprávy na informačních panelech a reklama na panelech LCD

Sestavu panelů LED typu EKAN od výrobce modulárních systémů ICP-DAS lze využít na mnoha místech pro několik účelů. Mohou fungovat jako informační tabule pro zobrazování informací o stavu výroby, přikázání směru jízdy, informování o bankovních trzích anebo třeba odjezdech vlaků. Pro komunikaci mohou využívat několik standardů: RS-232/422/485, CAN, Profibus a Modbus. Data jsou přenášena prostřednictvím ethernetové sítě, k níž se připojí řídicí PLC nebo přímo přístupový bod bezdrátové sítě WiFi (WiFi Access Point).
 
Světový boom zažívá elektronická reklama na panelech LCD, která stále častěji nahrazuje tištěné reklamy a nabídky. K tomu se používá digitální zobrazovací zařízení ve veřejně přístupných prostorách, neboli digital signage. Hlavní výhodou je možnost dynamicky měnit jejich obsah podle potřeby zákazníka nebo nabídky prodejce. Takovou sestavu lze snadno vytvořit spojením velkoplošných LCD od společnosti IEI, systému iSignager 500A a softwaru AdDesign.
 

Vestavné systémy pro měření a regulaci v průmyslu

Vestavné počítače s komunikací M2M se uplatní i v geograficky rozlehlých systémech, jako jsou třeba soustavy snímačů tepla nebo průtoku plynu, které přímo komunikují s podnikovými systémy a umožňují dynamicky řídit dodávky nebo účtovat v reálném čase. Snímače mohou tvořit menší subsystémy, které jsou řízeny vestavnými počítači se zvýšenou odolností proti působení okolního prostředí (voda, prach, vibrace). Takto se může uplatnit odolný vestavný počítač UC-7410 od společnosti Moxa. Obsahuje osm portů RS-485, které se připojí k PLC nebo snímačům v průmyslovém provozu. Do sítě Internet lze systém připojit přes dvojité rozhraní Ethernet.
 

Řízení dodávek zboží a sledování stavu automatu

Prodejní automaty, které nabízejí zboží podle poptávky zákazníků, je třeba dynamicky doplňovat. Právě zde se dobře uplatní komunikace M2M. Vestavné systémy uvnitř automatu hlídají také jeho technický stav, množství vybraných peněz a chrání automat před poškozením nebo vykradením. Uplatní se v nich jednoduché odolné vestavné počítače od firmy Moxa. Velmi vhodný je typ UC-7408, který obsahuje osm rozhraní RS-232/422/485 a osm digitálních vstupů nebo výstupů a dvojité rozhraní LAN. Důležité je, že může pracovat v prostředí o teplotě v rozsahu –40 až + 75 °C.
 

Logistika a správa vozového parku

Velký konkurenční tlak na maximální efektivitu dopravy přispívá k dynamickému rozvoji a zavedení informační techniky v tomto rychle se rozvíjejícím oboru. Uplatní se nejen při zabezpečování vozů proti krádeži, ale také při sledování polohy vozů a přepravovaného zboží, plánování tras, vytěžování vozu a vlastní agendě při expedici zboží. Kvalitní sestava určená pro mobilní a logistická řešení se získá kombinací některého z modelů panelových počítačů z nabídky IEI (6,5" až 19") nebo odolného panelového vestavného PC z produkce AutoCont IPC (z korozivzdorné oceli) a kvalitního modemu GSM/GPRS typu Supreme firmy ICP-DAS určeného pro komunikaci M2M. Sestavu doplňuje modul GPS připojený k panelovému PC. Takto sestavený systém umožní monitorovat trasu, komunikovat s řídicím centrem, provádět operace nutné pro spedici zboží atd.
 

Vestavné systémy

Jako řídicí jednotky malých, často plně automatizovaných subsystémů pracují samostatné miniaturní počítače založené na procesorech RISC nebo x86 (obr. 1). Mohou být úzce specializovány na určitou úlohu, ale také mohou tvořit obecný automatizační systém použitelný v širokém spektru řešení.
 
Vestavné počítače bývají vybaveny tak, aby mohly obstát v podmínkách s různými vnějšími vlivy, jako jsou vlhko, prach, vibrace, horko nebo zima. Často bývají v provedení bez ventilátoru a jsou pasivně chlazeny stěnami své skříňky opatřené žebry. Mají různé druhy rozhraní, která umožňují připojit velké množství různorodých periferií.
 
Uveďme několik zástupců vestavných (embedded) systémů:
 

Počítače RISC a x86

Malé odolné systémy řad UM-74xx a UM-71xx jsou vybaveny velkým počtem různých rozhraní I/O: RS-232/422/485, USB, Ethernet a také digitálními I/O. Příbuzné bezdrátové počítače ThinCore W3xx mají navíc rozhraní WiFi, které je přímo předurčuje k řešením M2M.
 
Výkonné počítače x86 poskytují především výpočetní výkon, někdy podporovaný i vícejádrovými procesory; např. firma IEI nabízí počítač ECK-161B v provedení CPU Intel Core Duo 1,66 GHz. Většinou mají volné sloty pro rozšíření – především pro karty pro zachytávání videa (video grabber).
 

Panelové počítače a přístupové terminály

Vestavné panelové počítače se začínají uplatňovat jako alternativa komerčních navigací GPS. Tato situace je důsledkem vyšších požadavků na hardware a neustále klesající ceny těchto zařízení. Počítač typu IAC Panel embedded 10,4" je malý odolný panel z korozivzdorné oceli, který může pracovat i s operačním systémem Windows XP. Nalézá využití v náročných podmínkách, např. jako operátorský panel ve výrobě, palubní počítač ve vozidlech apod.
 
Přístupové terminály jsou malou podmnožinou panelových PC určených pro kontrolu přístupů a ovládání dveří. Příkladem je malý univerzální panel ACT-08A (Access Control Terminal) v provedení all in one s rozhraními Bluetooth a sítě WiFi, se čtečkou karet RFID a webovou kameru a dále s rozhraními RS-232/422/485, USB a síťovou kartou GigaLAN.
 

Zpracování a přehrávání videa

Specifická skupina vestavných systémů je navržena speciálně ke zpracovávání videozáznamů (video server) a jejich přehrávání (signage player). V zásadě jde o standardní vestavěné PC s výkonnou videocestou.
 
VITO-350 je mobilní průmyslový systém bez ventilátorů odolný proti nárazům a vibracím, jenž je navržen pro zachytávání čtyř až šestnácti analogových videovstupů (obr. 2). Při rozlišení D1 zpracuje až 120 snímků za sekundu (v případě signálu NTSC) nebo 100 snímků za sekundu (v případě signálů PAL/SECAM). Podporuje formáty DirectX 9.0 nebo vyšší a obsahuje výstupy VGA, TV-Out a S-Video. Je také schopen ovládat čtyři digitální vstupy a čtyři digitální výstupy, dvě rozhraní RS-232/422/485. Může být připojen prostřednictvím dvojitého portu GigaLAN nebo WiFi. Je to ideální produkt pro vozidla bezpečnostních složek, sanitky anebo třeba tramvaje a vlaky.
 
K vysílání reklamy v obchodech anebo dynamických informací v bankách a na úřadech jsou určeny multimediální vestavné systémy. Příkladem je iSignager 500A, který spolu se systémem Video Wall VWBOX-E122 (pro obsluhu 2× 2 displejů) tvoří kvalitní distribuční systém, na kterém je možné zobrazovat reklamu s rozlišením až 1 920 × 1 200 bodů. iSignager je opět postaven na architektuře RISC s pasivním chlazením. Má standardní počítačovou architekturu a posílené schopnosti zobrazování videozáznamu s rozlišením 1 920 × 1 200 bodů (full HD). Podporuje také videovstup v reálném čase. Přístroj VWBOX má několika videomódů (skládání, mix, clonu apod.). Je dodáván v sestavě s až čtyřmi průmyslovými displeji do velikosti 42".
 

Další informace

Veškeré tyto komponenty a sestavy nabízí a distribuuje společnost AutoCont IPC. Informace o nich lze nalézt na webových stránkách http://www.autocont-ipc.cz.
 
Ing. Miroslav Rosulek, AutoCont IPC a. s.
 
Obr. 1. Vestavný počítač instalovaný v kamionu
Obr. 2. Mobilní přístroj VITO-350 pro zpracování videa odolává nárazům a vibracím např. ve vlaku