Еженедельник "Снабженец"
http://www.snab.ru

Полная версия этой статьи в формате PDF:
СКАЧАТЬ

Технологии промышленной автоматизации: версия 2009 С 22 по 24 сентября 2009 г. в московском Экспоцентре на Красной Пресне проходила 9-я Междуна­род­ная специализированная выставка «Передовые технологии автоматизации. ПТА ’2009». Организатором традиционно выступило ЗАО «Экспо­троника» — лидер в области проведения специализированных выставок и конференций по автоматизации и встраиваемым системам. Тематика форума включала такие разделы, как автоматизация зданий, промышленных предприятий и технологических процессов, системы пневмо- и гидроавтоматики, бортовые и встраиваемые системы, сис­темная интеграция и консалтинг. В вы­ставке приняли участие более 100 ком­­паний из России, Германии, Тайваня, США, Японии, Южной Ко­реи, которые занимают на российском рынке промышленной автоматизации ведущие позиции. Выставка состоялась в непростое для отрасли время. Потребности европейского рынка в средствах промышленной автоматизации, а следовательно, и их производство сократились в среднем на 50%. Но особенность отрасли в том, что ее развитие нельзя приостанавливать даже на короткое время. И для компаний, работающих на рынке средств автоматизации, это связано не только с потерей своих позиций. Отрасль, по своей сути, работает не столько на сегодняшний день, сколько на наше «завтра». И как в исключительно высокотехнологичной сфере, поддержание в ней интеллектуального тонуса в той же мере жизненно необходимо, как живому организму подержание кровяного давления. Поэтому одна из задач выставки состоит именно в поддержании интеллектуального тонуса. Учитывая это, организаторы постарались компенсировать сокращение числа экспонентов за счет максимального расширения форм общения на выставке. В рамках мероприятия состоялось рекордное количество семинаров, презентаций и лекций (около 50). Кроме того, были проведены экскурсии для студентов вузов, имеющих факультеты и кафедры автоматизации, компьютерных систем и приборостроения. Впервые для ин­формационных партнеров выставки был организован пресс-тур, в рамках которого журналистов и присоединившихся к ним посетителей знакомили с актуальными тенденциями рынка автоматизации и перспективами его развития на примерах новинок, представленных на стендах. Таким образом, выставка не только не потеряла своих позиций и значимости, но и, можно с уверенностью сказать, прибавила в сво­ем качестве. Новые софт-решения Фирма SWD Software Ltd является официальным дистрибьютором компании QNX Software Systems Ltd (Канада) на территории России и стран СНГ. На выставке она представила новейшую технологию мгновенной загрузки QNX для устройств сверхмалого размера на базе процессора Intel Atom. При использовании этой технологии старт устройств на платформе х86 из неактивного состояния S5 происходит в течение миллисекунд. Системы семейства х86 традиционно опираются на BIOS, которая предоставляет широкие возможности по обеспечению совместимости устройств и на этапе начальной загрузки определяет системную конфигурацию. Однако для серийных встраиваемых приложений эти возможности, как правило, не являются значимыми. Решения для встраиваемых сис­тем обычно являются узкоспециальными и предназначены для серийно выпускаемых устройств идентичной конфигурации. Для таких приложений время загрузки должно измеряться миллисекундами. Поэто­му достижение предельно малого времени загрузки при применении не специализированных контроллеров, а универсальных процессоров архитектуры х86 без использования BIOS весьма актуально. «Компьютер – на – модуле» nanoETXexpress холдинга Kontron (Германия) является первой в мире серийной коммерческой встраиваемой платформой, где поддерживается инновационная технология мгновенной загрузки QNX для процессоров Intel Atom. Чрезвычайно важным преимуществом платформы Kontron является совместимость с семейством х86 и высокая удельная производительность в пересчете на 1 Вт рассеиваемой мощности, характерная для процессоров Intel Atom. При использовании технологии мгновенной загрузки для «компьютера – на – модуле» nanoETXexpress на базе Intel Atom путем замены BIOS специализированной процедурой ранней инициализации периферийных устройств разработчики могут до­стичь состояния мгновенной готовности системы и выиграть в производительности. Более того, мгновенная загрузка позволяет извлечь выгоду из технологии ETXexpress с низкой потребляемой мощностью в результате использования неактивного режима S5 с нулевым энергопотреблением (состояние отключения) вместо требующих потребления энергии других неактивных режимов (S1–S4). При этом время выхода из неактивного состояния оказывается сравнимым. Операционная система реального времени Операционная система (ОС) яв­ляется основой любого программно-аппаратного комплекса, в т. ч. и ра­ботающего в режиме реального времени. Однако последний случай со­ответствует особому типу ОС, которые используются тогда, когда необходимо отслеживать реально протекающий технологический процесс. Запаздывание с управлением может привести к нарушению технологического цикла и, как следствие, к появлению брака, остановке, поломке оборудования или к аварийной ситуации. Операционные системы реального времени (ОСРВ) применяются сегодня очень широко, и требования к их надежности постоянно возрастают. При этом подобные систе­мы постоянно развиваются. Однако, как говорят специалисты, создать за короткий срок новую ОСРВ не- возможно. В разработку каждой из них вложены сотни человеко-лет. Поэтому каждый новый продукт появ­ляется на базе уже имеющихся разработок. Среди наиболее известных ОСРВ — ОС QNX той же известной канадской компании. На выставке фирма SWD Software демонстрировала одно из прикладных решений, созданных на базе новых разработок QNX. Речь идет об оснащении учебного трехкоординатного фрезерного станка с ЧПУ «Снайпер-8», разработанного ОАО «НТЦ “Завод Ленинец”». Станок можно применять для широкого спектра работ с легкообрабатываемыми материалами, в т. ч. декоративной резки по дереву, гравировки, изготовления сувенирной продукции. В качестве программной платформы системы управления агрегатом используется операционная система реального времени QNX Neu­t­rino. По заранее подготовленному файлу с описанием траектории перемещения ОСРВ QNX генерирует серию им­пульсов, приводящих в движение шаговые двигатели станка. В каждый момент времени она вычисляет следующую координату, следит за равномерностью согласованного движения приводов по трем координатам и обрабатывает сигналы от датчиков. Особенность системы заключается в том, что ход обработки детали отображается на экране пользователя в режиме реального времени. Это существенно упрощает контроль процесса реализации алгоритма. ОСРВ QNX была выбрана для реализации системы управления агрегатом из-за жестких требований реального времени. Для выполнения вычислительной и управляющей задач при высокой скорости движения фрезы требуется несколько микросекунд. Любое промедление в выдаче управ­ляющих импульсов может привести к некорректной обработке траектории и, как следствие, к порче обрабатываемой заготовки и нарушению производственного цикла. Возможности QNX Neutrino позволяют избежать подобных рисков. Она мгновенно реагирует на внештатные ситуации и отличается предсказуемостью реакций. При высокой отказо­устойчивости в ней предусмотрена возможность самовосстановления. QNX Neutrino характеризуется высокой надежностью и точностью фрезеровки. Точность калибровки состав­ляет до 1 мм. Визуализация технологической информации Через зрение человек получает около 80% всей воспринимаемой информации. Представление технологических данных в максимально информативном, зрительно легко воспринимаемом пользователем ви­де является одной из основных функ­ций систем АСУТП. В настоящее время для визуализации и управ­-ления ходом технологического процесса повсеместно используются SCADA*-системы. На разработках подобных недорогих устройств специализируется кафедра «Автома­тизация машиностроения» Арзамас­ского политехнического института — филиала Нижегородского государственного технического университета (НГТУ). Результатом исследовательской работы кафедры стала система визуализации и управления верхнего уровня — SCADA-система «Канди». Эта двухуровневая сетевая система управления промышленным оборудованием реализует процессы управления и мониторинга при значительном удалении от объектов или их большом территориальном рас­-средоточении. Кроме того, она решает также задачу визуализации информации. SCADA-система «Канди» принимает информацию от контроллерной сети через Fastwel PLC Net OPC Server и представляет ее на экране рабочей станции в различной форме. В частности, в виде линейной или круговой диаграммы, стрелочного прибора, графика зависимости параметров от времени. Вид представления информации выбирается в зависимости от характера технологического процесса и наилучшей наглядности его отображения. Информа-ция дается в цветной форме. Зеле­ный цвет означает, что регулируемый параметр в норме, желтый и красный — соответственно ниже и выше нормы. Одной из последних разработок кафедры с использованием SCADA-системы «Канди» является настольный учебный робот Iron Buratino, управляемый контроллером Adam-5510. Робот имеет три программируемые координаты: одну углового и две линейного перемещения. Он сам и все его действия отображаются в виде динамичной «картинки» перемещений по трем координатам в режиме реального времени. Такой способ визуализации, как наглядная имитация технологического процесса в режиме реального времени, оказывается во многих случаях наиболее оптимальным. А существенным преимуществом системы «Канди», которая обеспечивает такие возможности, является то, что она значительно дешевле «фирменных» SCADA. Компоненты промышленной автоматики ЗАО «Эмикон» (г. Москва) было основано в 1988 г. и стало первой в России коммерческой фирмой, занимающейся средствами автоматики. Компания специализируется на разработке и производстве программируемых логических контроллеров (ПЛК). Кроме того, она проектирует и поставляет «под ключ» АСУТП и системы управления автоматическим пожаротушением для объектов трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов и других отраслей промышленности. Отличительная особенность продукции ЗАО «Эмикон» заключается в том, что она является импортозамещающей и соответствует лучшим мировым образцам. Контроллеры серии DCS-2000М для централизованных и распределенных систем автоматизации являются модификацией устройств DCS-2000 и относительно своих предшественников име­ют ряд особенностей. Так, в DCS-2000М увеличено количество каналов ввода-вывода и изменена конструкция с целью установки модулей в каркас для удобства монтажа и обслуживания. Кроме того, применена быстродействующая последовательная ши­на для построения контроллеров. Введены дополнительные средства самодиагностики, контролирующие работоспособность модулей во вре­мя работы и др. Серия DCS-2000М характеризуется повышенной производительностью и надежностью при информационном обмене между модулями. При этом она обеспечивает возможность оптимизации количества каналов ввода-вывода в пересчете на один модуль, что сводит к минимуму избыточность. Контроллеры DCS-2000М пост­роены по модульному принципу. Основой их конструкции является каркас, содержащий кроссовую пла­ту для подключения модулей. Преду­смотрено несколько типов каркасов, имеющих от шести до 14 позиций. Модули-адаптеры RP-31 позволяют объединять до восьми каркасов в один контроллер. Сами каркасы можно распределять по разным шкафам. Каждый модуль состоит из печатной платы, корпуса, защищающего ее от механических повреждений, и лицевой панели. Контроллер DCS-2000М состоит из одного или двух, основного и резервного, модулей CРU (Central Processing Unit — центральный процессор) и до 48 модулей УСО (устройств связи с объектами). Пос­ледние подключаются к модулю центрального процессорного устройства по интерфейсу RS-485. Обмен данными осуществляется по протоколу Modus RTU с максимальной скоростью до 981 600 бит/с. Широкая номенклатура модулей включает в себя несколько типов и модификаций CPU, модулей аналогового и дискретного ввода-вывода. Два типа устанавливаемых в каркас процессорных модулей предусматривают использование разных систем программирования. Модуль CPU-31, построенный на базе микропроцессо­ра Am 186CU-50 фирмы AMD, поддер­живает систему программирования CONT-Designer (разработки ЗАО «Эми­кон»). Второй модуль CPU-32, выполненный на базе микропроцессора IPC @ CHIP SC143 фирмы Beck, рас­считан под систему программирования CoDeSys. Модули УСО в своем составе содержат микроконтроллер типа ATmega 162 фирмы Atmel и реализуют первичное преобразование входных сигналов, освобождая от этого модули CPU. Кроме того, они снабжены устройством гальванической изоляции объектной части от системной. Объединяет модули УСО кроссовая плата, содержащая шины питания основного и резервного источников, шины двух интерфейс­ных каналов RS-485 (основного и резервного), переключатели сетевого адреса модуля и микропереключатели для задания адреса каркаса. Датчики и исполнительные уст­рой­ства присоединяются к модулям УСО с помощью соединителей, расположенных на лицевой панели. Кроме них на этой панели размещаются индикаторы, отображающие состояние входов-выходов, ра­боту интерфейсных каналов и ре­зультат самотестирования модулей. Пита­ние модулей контроллера обеспечивается внешними нестабилизированными источниками на 18–36 В, которые подключаются к каркасам через RP-31. Возможно подключение двух источников питания — основного и резервного. Специализированные устройства Компания Autonics Corp. является ведущим южнокорейским производителем датчиков, контроллеров и других компонент промышленной автоматики. Номенклатура выпускаемой продукции превышает 5000 наименований. Хотя компания существует с 1977 г., ее российское представительство — АО «Автоникс» (г. Мос­ква) было открыто всего лишь около года назад. Одно из активно развиваемых направлений деятельности Autonics Corp. — производство температурных контроллеров. На выставке были представлены устройства новой серии ТС, которая, по прогнозам специалистов компании, в скором времени может завоевать российский рынок. Температурные контроллеры TC являются наиболее экономически эффективным решением для оптимального регулирования температуры за счет использования нового алгоритма ПИД-регулирования, а также короткого интервала измерений (100 мс). Ключевым фактором в достижении эффективного и экономически целесообразного регулирования температуры стало объединение в одном контроллере выхода твердотельного реле с фазовым управлением (ТТРФУ) и релейного выхода. Это дает возможность осуществлять уп­рав­ление различными методами, включая фазовый цикл. ТТРФУ представляет собой тип выхода, выбираемый пользователем. В отличие от стандартного выхода ТТР он дополнен функцией фазового и циклического управления. Высоко­точное регулирование температуры осуществляется путем использования линейного выхода (циклическое и фазовое управление). Тем не менее можно выбрать и стандартный выход управления ТТР путем настройки внутреннего па­-раметра. Помимо этого, можно ис­пользовать функцию «циклическое управление» при подключении ТТР с контроллером перехода через ноль и «фазовое управление» при подключении ТТР мгновенного пе­ре­ключения. Температурные контроллеры се­рии ТС оснащены большим дисплеем со светодиодами высокой яркости, что существенно повышает удобочитаемость показаний. Специ­аль­ная функция делает возможным более простую проверку выставленных значений. Приборы более компактны (глубина уменьшена на 38%), так что для их монтажа требуется меньше места. Кроме того, они просты в управлении. ОАО «Телеофис» (г Москва) основано в 2004 г., но уже смогло хорошо зарекомендовать себя и занять лидирующие позиции на рынке GSM-оборудования в России. Изделия производятся из импортных комплектующих и проходят жесткий контроль качества. В настоящее время компания выпускает более 20 моделей под зарегистрированной торговой маркой Teleofis. Такая продукция применяется в различных отраслях промышленности, где необходима на­дежная передача данных. Одним из ключевых направлений деятельности компании является разработка оборудования для автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ). GSM-модемы Teleofis совместимы с различными приборами учета российского производства. При этом они могут встраиваться в корпус прибора или монтироваться рядом с ним, в зависимости от конструкции последнего. Новый GSM-модем Teleofis RX108-R RS485, предназначенный для обеспечения удаленного доступа к контролируемой аппаратуре, приборам учета энергоресурсов и т. п., выполнен на базе хорошо зарекомендовавшей себя модели RX100. Разработан он специально для систем контроля и учета ресурсов с подключением к аппаратуре по интерфейсу RS-485. Такой интерфейс с защитой (гальванической развязкой) позволяет использовать Teleofis RX108-R RS485 на длинных (до 1 км) линиях связи. При подключении периферии скорость передачи через RS-485 состав­ляет от 1200 до 115 200 бит/с. Teleofis RX108-R RS485 обеспечивает передачу данных в режиме CSD (Circuit Switched Data) со скоростью до 14 400 бит/с. В модеме поддерживается набор АТ-команд, пользователь может сам настраивать его параметры или использовать спе­- ц­иальное программное обеспечение. Индекс R в названии модели обозначает наличие встроенного таймера для автоматической перезагрузки с заданным интервалом времени. Еще одна новинка 2009 г. компании «Телеофис» — GSM–шлюз OfficeGate (V2.3). Это компакт­- ный сотовый шлюз, обеспечиваю- щий передачу голоса и данных по GSM-сети. Он предназначен для подключения телефонного аппарата (мини-АТС) и выхода в Интернет через GPRS (USB). В приборе предусмотрена возможность подключения к компьютеру через порт USB для выхода в мобильный Интернет или работы с электронной почтой. При установке специального программного обеспечения шлюз осуществляет прием и отправку SMS. Его отличительной особенностью является автоматическое переключение из режима телефона в режим модема при наличии обмена данными по USB-порту. GSM-шлюз OfficeGate (V2.3) оптимален для телефонизации офиса, склада, коттеджа. С его помощью можно наладить линию связи в ко­роткие сроки с наименьшими из­держками, организовать SMS-рассылку покупателям или сотрудникам, а также иметь доступ в Интернет. Система включает все необходимое для начала работы. Достаточно подключить антенну, питание и обычный телефонный аппарат — и она готова к работе. Надежная маркировка Немецкая компания Weidmueller Interface GmbH & Co. KG («Вайд­мюллер Интерфейс») — ведущий производитель компонентов электротехнических соединений. Ее производственная программа включает клеммные блоки, клеммы и разъемы для печатных плат, компоненты защиты от перенапряжения, промышленный Ethernet, реле и источники питания, пригодные для всех об­ластей применения. Кроме того, Weidmueller выпускает принадлежности для профессионального монтажа и маркировки электротехнического оборудования. Сегодня многие производители электрооборудования и средств ав­то­матизации сталкиваются с необходимостью найти способы качест­венной маркировки аппаратуры, присоединительных изделий, проводов и лицевых панелей управления. Рас­пространенная маркировка ручными и «экономичными» способами, кроме мало презентабельного внешнего вида, имеет свойство выцветать, стираться, отклеиваться, что создает массу хлопот обслуживающему персоналу. Принтер для нанесения маркировки PrintJet PRO компании Weidmueller — абсолютно новый тип струйного принтера, печатающий маркировку в формате мультикарт (МС*) просто, быстро и надежно. На принтере PrintJet PRO возможна как черно-белая, так и цветная печать чернилами на водной основе, которые не наносят вред окружающей среде и не требуют специальной утилизации. Высокое качество маркировки достигается за счет использования технологии термической фиксации печати. Получаемая маркировка устойчива к истиранию, воздействию масел, воды, чистящих веществ, ультрафиолета. На предприятиях единичного и мелкосерийного производства такой принтер решает большинство вопросов, связанных с маркировкой проводов, клемм, аппаратов и панелей управления. PrintJet PRO поставляется вмес­те с программным обеспечением M-Print PRO. Оба они очень понятны и легки в управлении. M-Print PRO имеет встроенный каталог маркировки Weidmueller, содержащий все доступные типы маркеров, а также специальные символы и подробную техническую информацию. Такое программное обеспечение позволяет форматировать отдельные буквы и разрабатывать маркировку с использованием нескольких слоев, количест­во которых не ограничено. M-Print PRO поддерживает различные типы шрифтов, в т. ч. кириллицу, и имеет понятный интерфейс на русском языке. Ольга Горгома, фото автора * SCADA (англ. Supervisory Control And Data Acquisition) — диспетчерское управление и сбор данных. * МС (MultiCard) — пластиковая карта с унифицированными зонами нанесения надписей, элементами фиксации и протяжки. Такие карты являются общемировым промышленным стандартом.