Elmosódnak a határvonalak...A „beágyazott" automatizálás alkalmazása napjainkban már messze nem csupán az egyedi rendszerekre korlátozódik, hiszen egyrészt a klasszikus PLC-hez közelítő, masszív kialakításukkal, másrészt pedig a PC-alapú platformok nyitottságával egyre újabb és szélesebb körű alkalmazási területeket hódítanak meg...

A moduláris vezérlőket és nagy teljesítményű, PC-alapú csúcsrendszereket alkalmazó megoldások között az elmúlt években nem csupán megjelentek, hanem szilárdan meg is vetették a lábukat a beágyazott automatizálási rendszerek. Ezt a korábbi űrt a beágyazott megoldások folyamatos fejlesztése és bővülő teljesítményskálája képes kitölteni.

A fejlődés tükrében előnyös tehát, ha egy gyártó mindhárom kategóriában: a moduláris, a beágyazott és a PC-alapú rendszereknél egyaránt a technológia élvonalába tartozik – ahogyan a Siemens automatizálás- és hajtástechnikai üzletága is teszi a beágyazott termékplatform hard- és szoftverének innovatív fejlesztésével. A legújabb műszaki színvonalat ma egyrészről a Simatic Microbox 427B, egy falra és alapsínre szerelhető, kis helyigényű és masszív kialakítású, igényes vezérléstechnikai feladatok ellátására alkalmas beépített egység. A Simatic Panel PC 477B egy hasonlóan kisméretű, az ipari alkalmazás követelményeinek megfelelő vezérlő- és kijelzőegység képviseli érintőképernyővel vagy fóliabillentyűzettel, amely a gép közeli kezelési és felügyeleti feladatok ellátása érdekében kapcsolószekrénybe vagy pultba telepíthető. A nagy teljesítményű, valós idejű alkalmazásra képes PLC Simatic WinAC RTX szoftver és a Simatic WinCC flexible vizualizáló szoftvercsomag segítségével mindkét eszközzel megvalósíthatóak az igényes automatizálási megoldások.

Magasabb teljesítmény, gyakorlatilag karbantartásmentesen

A nagy számítókapacitást napjainkban az Intel nagyteljesítményű „M" processzoraival felszerelt alaplapokkal lehet biztosítani. A cikkben tárgyalt eszközök piaci megjelenésekor két Celeron M változat közül lehetett választani. Ezek mindegyik több mint kétszeres feldolgozási sebességet biztosít az elődjénél, ezért a bonyolult alkalmazások is gyorsabban futhatnak, a CPU hődisszipációs veszteségét ma már lehet optimalizálni, hogy a legnagyobb igénybevétel esetén se legyen szükség ventilátoros kényszerhűtésre. Az adattárolók egyre kisebb méret mellett nyújtanak mind nagyobb tárolókapacitást, ezért a merevlemez is kiváltható CF (Compact Flash) memóriával – ezzel pedig kiiktathatjuk a mozgó alkatrészeket, a PC-alapú rendszerek leggyakoribb hibaforrását.

A modern eszközök ezért rendkívül maszszív kialakításúak lehetnek, gyakorlatilag semmilyen karbantartást sem igényelnek, és akár 55 °C hőmérsékleten is napi 24 órában folyamatosan üzemelhetnek. Az akár 4 GiB kapacitású, beépített eszköznél is könnyen hozzáférhető CF-memóriakártya bőségesen biztosítja a tárhelyet a szoftveres PLC-nek, a vizualizálószoftvernek és az egyéb, alkalmazásspecifikus adatoknak, mint például a receptúráknak vagy folyamat- és termékadatoknak

Szoftver valós idejű alkalmazásokra és egyéb feladatokra

A hardver mellett természetesen a beágyazott megoldások szoftverének is meg kell felelnie az ipari alkalmazással járó követelményeknek, és ez mindenekelőtt igaz az operációs rendszerre. A Siemens a Windows XP Embedded (XPe) operációs rendszert választotta, amelynek a teljes verziója 1 … 1,5 GiB-ja helyett rendkívül takarékos, 250 … 400 MiB-os tárhellyel is megelégszik, így nem csak gyorsabban, hanem védettebben is lehet a rendszert indítani CF-memóriáról. A kvázi szabványos operációs rendszer szintén feltétele annak, hogy az olcsóbb standard szoftvereket ugyanúgy futtathassuk, mint a testre-szabott célszoftvereket. Az ebben megnyilvánuló nyitottság, valamint az adatok befogadására szánt tárhely szinte korlátlan bővíthetősége tekintetében a PC-alapú rendszerek egyértelműen megelőzik a hardveres PLC-ket.
Annak érdekében viszont, hogy a PLC-k klasszikus alkalmazási területén, az időkritikus determinisztikus folyamatok pontosan megszabott ciklusidejű, vezérlésében is alkalmazhatóak legyenek a PC-alapú rendszerek, óhatatlanul szükséges a kiegészítés a valós idejű alkalmazások lehetőségével. A Siemens ezért a Simatic szoftveres PLC-t az Ardence RTX (Real Time von Ardence) valós idejű nyílt szoftvermaggal párosítja.
A beépített Profibus interfésznek köszönhetően így osztott alrendszereket is lehet üzemeltetni ciklikus Profibuson. Erre a célra állnak rendelkezésre a Simatic ET200S termékcsaládba tartozó decentralizált perifériamodulok, amelyek közül már a fokozott rendelkezésre állású HF151-1 fejmodult is teljes egészében támogatja a rendszer. A szoftveres PLC vagy a HMI-rendszer kényelmes távoli elérése és programozása érdekében a Simatic WinAC RTX szoftveres vezérléshez biztosítanak egy Softnet S7 Lean licencet is, amely az általánosan elterjedt szabványok, mint például a PG/OP és S7 kommunikációs mellett teljes OPC-funkcionalitást biztosít nyolc adatkapcsolatra Ethernet-hálózatokon. A szoftveres PLC-vel az OPC-szerver biztosítja a gyors adatcserét, ezért nagy adatmennyiségeknél is biztosított a rövid ciklusidő.

Mérnöki tervezés egyetlen egységes rendszerben

A jelen cikkben ismertetett beágyazott rendszerek egyik fontos előnye abban rejlik, hogy a Siemens A&D hardveres vezérléseivel azonos szoftvereszközökkel programozhatóak és tervezhetőek, aki tehát tudja kezelni a Simatic Managert és a Step7-et, az ezt a tudás átképzés nélkül is fel tudja használni a beágyazott rendszereknél is, mert azok mérnöki tervezése azonos a Simatic S7-esekkel – valamint szintén egységes az adatkommunikáció és a beépített adattárolás is. A beágyazott automatizálás ezen a téren nem csupán a legjobbat kínálja az automatizálás két másik világából, hanem szervesen beágyazódik az egységes, ezért idő- és költségtakarékos „Totally Integrated Automation" koncepciójába.
A megoldásokkal olyan különleges feladatok is egyszerűen megvalósíthatók, mint a képfeldolgozás, a mért értékek fogadása, vagy a különleges hardverillesztések csatlakoztatása. Mindezek integrálásának kulcsa a WinAC Open Development Kit (ODK), valamint az alkalmazott valós idejű szoftvermag nyílt rendszerű kialakítása, ugyanis a mag három interfésze, a Custom Code Extension Interface (CCX), a Shared memory Extension Interface (SMX) és a Controller Management Interface (CMI) lehetővé teszi az operációs rendszer valamennyi erőforrásának rugalmas használatát, így hozzáférést biztosít a külső hardver- és szoftverelemekhez is.
A CCX segítségével a felhasználó C-ben vagy C++-ban fejlesztett rutinokat építhet be a vezérlőprogramba, és meghívhatja azokat a WinAC-ból tetszés szerint szinkron, aszinkron vagy folyamatos futtatásra. Ennek köszönhetően rendkívül kényelmes a hozzáférés például a terepi adatbusz-illesztőkártyákhoz vagy a Windows fájlrendszeréhez.

Az örökmozgó innováció

A Simatic Microbox 427B és Simatic Panel PC 477B eszközökkel két kompakt, masszív és költségoptimalizált lehetőség közül választhatnak a gépek és technológiai rendszerek gyártói a gép közeli beágyazott vezérlési feladatok megvalósítására. A készülékek új teljesítménykategóriát jelentenek, így minden eddiginél jobban megfelelnek a széles körű alkalmazásra. A fejlesztés jelenleg az opcionális Simatic Distributed Safety csomaghoz kapcsolható, hibavédett alrendszerek csatlakoztathatóságának megteremtésére irányul, és hogy az eszközök ár-érték aránya még vonzóbb legyen, a két készülék azonnali bekapcsolásra kész kivitelben is elérhető a Siemens kínálatában.

---

Mit jelent? Totally Integrated Automation (TIA) A meglévő automatizálási megoldások rendszerint számos gyártó eltérő rendszertechnikájú eszközeiből épülnek fel, ezért a szoftverek és kezelőfelületek tarka egyvelegével kell dolgozni – és legkésőbb a rendszer bővítésekor számítani kell a kommunikációs problémákra és a tetemes tervezési munkaigényre. A TIA (átfogóan integrált automatizálás) révén a Siemens az intelligens termékek és rendszerek skáláját kínálja valamennyi gyártástechnológiai folyamat hatékony automatizálására. Mivel az egyedi automatizálási megoldások azonos alapokon nyugszanak, ezért a vállalatirányítástól a termelésen át a terepig minden szinten átlátható a rendszer. Az egységesítéssel minimálisra csökken az interfészek száma, megelőzhető számos meghibásodás, lerövidül az állásidő, sőt nagyobb mértékben biztosítható a beruházás eredményessége. Valós idejű – azt jelenti, hogy egy művelet vagy esemény meghatározott időtartamon belül következik be. Determinisztikus – azt jelenti, hogy meghatározott a válaszidő, és az csak jelentéktelen mértékben tér el az előre megszabott értéktől.

További információ