Pokaż menu

Firmy z okładek

Multiprojekt  FANUCNapędy i Sterowanie  FESTO

Reklama

Współpraca

Czy zanika granica pomiędzy panelami hmi a sterownikami PLC?



Od ponad dziesięciu lat obserwujemy na rynku automatyki powstawanie różnych nowych tendencji w technologii i budowie standardowych struktur systemów sterowania. Jedną z ostatnio dyskutowanych przemian jest próba odpowiedzi na pytanie: czy komputery przemysłowe wyprą sterowniki PLC? Temat ciągle jest aktualny, jednak sterowniki PLC ciągle są stosowane w automatyce, a na dodatek dalej mocno rozwijane. Obecnie rodzi się nowa tendencja – coraz mocniejsze zbliżenie PLC z HMI. Czy to nowy trend?


Soft PLC
Już w latach dziewięćdziesiątych ub.w. pokazywały się na rynku oferty sterownika PLC w formie specjalnego oprogramowania na standardowym komputerze stacjonarnym. Był to tzw. Soft PLC. Aplikacja, po zainstalowaniu na PC, mogła współpracować z dowolnym systemem rozproszonym wej./wyj. Programowanie takiego sterownika odbywało się przy zastosowaniu znanych narzędzi inżynierskich, dostarczanych przez producenta. Takie rozwiązania wymagają jednak od komputerów PC zachowania ciągłości pracy.


Integracja PLC w HMI
Coraz częściej pojawiają się na rynku rozwiązania paneli operatorskich ze zintegrowanym sterownikiem PLC. Jednym z takich rozwiązań jest np. konstrukcja panelu HMI z wbudowanymi modułami wejść i wyjść. Nie zawsze tego typu rozwiązania spotykały się z aprobatą użytkowników, ponieważ pociągały za sobą zwiększony ciężar, jak też głębokość urządzenia. Kierując się tym argumentem, wiele firm takich, jak: Proface,IDEC, Unitronics czy Beijer Electronics, zaczęło oferować panele HMI z zainstalowanym sterownikiem PLC i z możliwością łączenia go z wyspami rozproszonymi. Zaletą tych systemów jest możliwość współpracy z dowolną wyspą rozproszoną. Jedynym wymogiem jest zgodność protokołów komunikacyjnych. Takie rozwiązania stosowane są bardzo często w systemach automatyki i cieszą się coraz większym uznaniem z uwagi na oszczędność miejsca w szafie montażowej. Przykładem mogą być panele HMI serii X2 firmy Beijer Electronics. Pomimo zintegrowanego sterownika PLC oferowane przez tę firmę panele X2 Control wykonane są w bardzo wąskich obudowach. Realizują komunikację z wyspą rozproszoną po Ethercat, Modbus RTU czy Modbus TCP. Zastosowanie firmy Beijer jest tym bardziej atrakcyjne, ponieważ wirtualny sterownik PLC programowany jest za pomocą darmowej wersji CODESYS.


Rys. 1. X2 Control Beijer Electronics
Rys. 1. X2 Control Beijer Electronics



Sterownik PLC komunikuje się bezpośrednio z wizualizacją zaprogramowaną na panelu, a dodatkowa funkcjonalność tych paneli pozwala na szybkie połączenie z serwerem zewnętrznym w celu wysłania lub odbioru danych (chmura danych). Zastosowany tutaj szybki procesor ARM Cortex-A9 pozwala skrócić czas zarówno wgrywania aplikacji, jak i cyklu pracy PLC, dodatkowo realizując przy tym błyskawiczną i bezpieczną komunikację. Ponadto niektóre oprogramowania umożliwiają wykonanie niestandardowych skryptów w języku C# i pozwalają korzystać z gotowych komponentów innych producentów. W zaawansowanych technologicznie rozwiązaniach spotykamy wspomnianą już komunikację po EtherCAT. Jest to uznany i sprawdzony protokół komunikacyjny o wysokiej wydajności, który nieustannie ewoluuje.

Łatwość w zastosowaniu, różnorodność technologicznie zaawansowanych rozwiązań w jednym urządzeniu, zmniejszona liczba elementów sprzętowych, duża elastyczność i swoboda przy projektowaniu, oszczędność czasu przy uruchamianiu oraz korzystniejsza cena sprawiają, że zarówno producenci paneli, jak też integratorzy skłaniają się ku takim właśnie rozwiązaniom.
Występujące, niestety, w takim systemie awarie panelu HMI pociągają za sobą przerwę w pracy sterownika PLC. Trzeba jednak zadać sobie pytanie: czy awaria panelu w systemie, gdzie panel i PLC są oddzielnymi urządzeniami, również nie powoduje przerwy w pracy całego systemu, do którego nagle nie ma dostępu z pozycji operatora?

Wybór takiego rozwiązania zależny jest więc od rodzaju aplikacji, dla której projektujemy system sterowania. Należy się zastanowić, czy rozbudowany o taki element system i jego ewentualna awaria, jak ta opisana powyżej, nie jest „zbyt szkodliwa” dla naszej aplikacji.


A może integracja panelu w sterowniku PLC?
W takiej technologii, którą niektórzy producenci nazywają Web Visu, runtime jest zainstalowany na serwerze wewnętrznym w sterowniku PLC i udostępniony jest za pośrednictwem większości przeglądarek z obsługą HTML5. Przykładem jest najnowszy produkt firmy YASKAWA – sterownik Micro PLC. Poprzez dedykowane do tych sterowników narzędzie – Speed 7 Studio – uruchamiamy runtime wizualizacji oraz tworzymy aplikację, która jest dostępna na dowolnym mobilnym urządzeniu. Specjalnie dedykowane do sterowników Micro panele Cloud firmy YASKAWA, o wielkości ekranu od 4,3" do 10", umożliwiają realizację wizualizacji bez korzystania z oprogramowania Java.


Rys. 2. Panel Cloud i sterownik Micro PLC M13C
Rys. 2. Panel Cloud i sterownik Micro PLC M13C



Aplikacja sterownika PLC jest w takim przypadku niezależna od aplikacji wizualizacji, natomiast czas konfiguracji jest krótszy, ponieważ urządzenie HMI potrzebuje tylko adresu IP sterownika PLC. Ponadto bez problemu można zmienić urządzenie do wizualizacji na np. dowolny tablet, laptop czy nawet smartfon, a urządzeń podłączonych do PLC może być więcej niż jedno.
Należy jednak pamiętać, że opisana powyżej technologia WebVisu realizowana jest na bazie lokalnej sieci. Każda awaria sieci blokuje więc natychmiast dostęp do naszej aplikacji, niezależnie czy to jest maszyna, czy fragment linii produkcyjnej. Dodatkowo, korzystając z przeglądarki internetowej, zawsze narażamy się na niebezpieczeństwo włamania do naszego systemu.

Nowe tendencje integracji PLC z panelem, a tym samym zacieranie granic sprzętowych pomiędzy tymi dwoma elementami systemów sterowania, oferują więcej różnorodnych rozwiązań. Są one bardzo mocno zaawansowane technologicznie i można powiedzieć, że jest to znaczący kierunek rozwoju myśli technicznej. Już teraz korzystanie z tabletów czy smartfonów w automatyce przemysłowej jest istotnym elementem w technologii HMI. Również technologia Cloud jest coraz mocniej wprowadzanym segmentem. Przesyłanie i przechowywanie danych w „chmurze”, z wykorzystaniem własnych bezpiecznych serwerów, jest dzisiaj technologicznie mocno zaawansowanym procesem, czego przykładem jest rozwiązanie oferowane przez Beijer Electronics. W związku z powyższym śmiało można zapytać: czy postęp techniczny pozwoli na jeszcze mocniejszą integrację PLC z HMI? Na odpowiedź należy chyba jeszcze nieco poczekać.


SDS-Automatyka Sp. z o.o. Sp.K.
www.sds-automatyka.pl

Reklama