Kontron ThinkIO

Изделия серии Kontron ThinkIO и реальные задачи промышленной автоматизации

Опубликовано в номере:
Разработчикам и интеграторам систем промышленной автоматизации холдинг Kontron адресует це­лый ряд своих продуктовых линеек. Важной особенностью промышленного портфеля Kontron яв­ляется акцент на общепризнанные стандарты и популярные технологии. Преимущества открытых стандартов проявляются не только при выборе подходящих аппаратных средств на этапе разра­ботки системы, но и при переходе на продукцию других производителей. Технологическая откры­тость может сделать такой переход сравнительно несложным и недорогим делом, в то время как при использовании частнофирменных решений подобное предприятие неизбежно сопряжено со значительными инженерными усилиями и ощутимыми расходами. Применительно к продуктовому предложению Kontron открытость выражается в широком использовании популярных интерфей­сов, стандартизованных аппаратных средств и распространенных программных технологий.

Компьютеры/контроллеры Kontron ThinklO, которым посвящена настоящая статья — это интегрированные аппаратно-программные решения, каждое из которых несет в себе целый букет высокоэффективных открытых технологий и оптимизировано с учетом специфики распределенных управляющих систем. Интерес, проявляемый к Kontron ThinklO зарубежными и отечественными специалистами по АСУТП, обусловлен как высокими эксплуатационными качествами данных изделий, так и положительным опытом их практического примене­ния в различных реальных проектах. Напомним читателям в общих чертах, что представляют собой эти изделия.

 

Краткий обзор линейки Kontron ThinklO

Все изделия серии Kontron ThinklO тесно интегрированы с популярной модульной периферией WAGO (Рис.2). Модули ввода/вывода WAGO серий 750 и 753 нанизываются на стандартную рейку DIN, образуя с промышленным компьютером-контроллером Kontron ThinklO единое целое. Подключаемые модули распознаются автоматически, что значительно упрощает процесс интеграции в систему дополнительной периферии ввода/вывода.

Компания «Меркурий» выбрала контроллеры Kontron ThinklO для автоматизации российских бетонных заводов

Рис. 1. Компания «Меркурий» выбрала контроллеры Kontron ThinklO для автоматизации российских бетонных заводов

Организация ввода/вывода в системах на базе Kontron ThinklO может осуществляться не только непосредствен­ным подключением устройств к Kontron ThinklO через шину K-bus (локальный ввод/вывод), но и с использованием интерфейсов поддерживаемых этими изделиями полевых шин (распределенный ввод/вывод). В результате к Kontron ThinklO можно подключать и оборудование PROFIBUS-DP CANopen и Modbus, и различные специализированные интерфейсы типа SSI, и практически любые устройства цифрового и аналогового ввода/вывода. А наличие у Kontron ThinklO таких «обычных» портов, как USB, Ethernet и DVI означает автоматическую поддержку современной РС-периферии. Компактные размеры и низкий профиль изделий серии Kontron ThinklO позволяют устанавливать эти ком­пьютеры/контроллеры в стандартные 80-миллиметровые коммутационные шкафы, что очень удобно в условиях ограниченного свободного пространства.

Тесная интеграция с периферией WAGO является одним из ключевых эксплуатационных преимуществ Kontron ThinklO

Рис. 2. Тесная интеграция с периферией WAGO является одним из ключевых эксплуатационных преимуществ Kontron ThinklO

Контроллерные версии Kontron ThinklO предполагают поставку аппаратной части в комплекте с программным пакетом CoDeSys фирмы Smart Software Solutions GmbH (3S). Пользователям контроллеров Kontron ThinklO предо­ставляются все необходимые инструментальные средства: пакет разработки прикладного ПО, конфигураторы промышленных шин, ОРС-серверы и другие программные «аксессуары», включая бесплатные средства «целевой» визуализации.

В версии промышленного компьютера изделия Kontron ThinklO комплектуется операционными системами Windows ХР Embedded или Linux. Приобретая Kontron ThinklO в таком варианте поставки, пользователь получает полнофункциональную систему класса DIN-rail Industrial PC, поддерживающую монитор, стандартные накопители, PC-периферию и др.

Самым высокопроизводительным изделием в модельном ряду Kontron ThinklO является ThinklO-Duo. Это новый продукт, выполненный на базе современного двуядерного процессора Intel Core Duo U2500 и обладающий увеличенной пропускной способностью бортового ввода/вывода. Модель ThinklO-Duo позиционируется компанией Kontron как высоконадежное самодостаточное устройство, не нуждающееся в техническом обслуживании в процессе эксплуатации. Это обусловлено отсутствием в ThinklO-Duo таких недолговечных компонентов, как вентиляторы, механические дисковые накопители и литийионные батареи (для поддержки энергонезависимой памяти объемом 512 Кбайт используется ионистор Gold Сар). Пользователю ThinklO-Duo доступны два быстрых порта Gigabit Ethernet, один порт Fast Ethernet, два интер­фейса USB 2.0, порт RS-232 и выход DVI-I.

Флагманом продуктовой линейки Kontron ThinklO является модель ThinklO-Premium, способная работать в расширенном температурном диапазоне -40 ….+85°С. Этот промышленный компьютер/контроллер относится к классу В по электромагнитной совместимости, оснащается запаянной памятью и заключается в прочный алюминиевый корпус. Продукт ThinklO-P поставляется в различных модификациях на базе разных процессоров — от низкостоимостного Intel Celeron М, работающего на частоте 600 МГц, до быстрого 1,4-гигагерцового Intel Pentium М. Стандартная комплектация включает накопитель CompactFlash 1-2 Мбайт памяти RAM с батарейной поддержкой и ОЗУ объемом до 1 Гбайт.

Промышленный компьютер/контроллер ThinklO-P загружается с внутреннего флэш-накопителя объемом 1 Гбайт. На лицевой панели ThinklO-P есть светодиоды, информирующие пользователя о работе шины K-bus (используется для обмена с периферией WAGO), локальной сети, интерфейса IDE и наличии питания. Компьютерная функциональность ThinklO-P включает интерфейс DVI-I, порт RS-232, два канала Fast Ethernet, два быстрых порта USB 2.0 и разъем CompactFlash. Продукт питается от напряжения 24 В. Промышленная специализация данного изделия подчеркивается жестким исполнением его корпуса, возможностью монтажа на стандартную рейку DIN, поддержкой полевых шин (интегрированный интерфейс Profibus, CAN или DeviceNet), наличием сторожевого таймера и наличием линий цифрового ввода/вывода, а также отсутствием вентиляторов и дисковых накопителей с движущимися частями.

Изделия серии Kontron ThinklO подходят для применения в задачах автоматизации сразу двух уровней: нижнего и среднего. На нижнем уровне Kontron ThinklO способны управлять полевыми устройствами. В задачах среднего уровня большое значение имеет процессорная производительность. Быстрый процессор важен для локальной визуализации и позволяет реализовать на базе Kontron ThinklO ряд функций SCADА, а широкие коммуникационные возможности создают условия для использования Kontron ThinklO в роли интеграторов разнородного оборудования среднего уровня.

Как можно видеть из Рис.3, диапазон ролей, в которых может выступать типичный представитель продуктового семейства Kontron ThinklO, весьма широк: от одиночного промышленного компьютера или программируемого контроллера до ядра крупной распределенной системы, связывающего в единое целое разнородное оборудование и предоставляющего свои вьиислительные ресурсы для выполнения различных задач.

Компьютер/контроллер серии ThinkIO-Premium в роли интегратора разноуровневых устройств и подсистем автоматизации

Рис. 3. Компьютер/контроллер серии ThinkIO-Premium в роли интегратора разноуровневых устройств и подсистем автоматизации

 

 

Kontron ThinklO и российские компании

Одним из первых отечественных потребителей компьютеров/контроллеров Kontron ThinklO стала российская компания «Меркурий» (www.asu-direct.ru). Основным направлением деятельности компании «Меркурий» является автоматизация технологических и управленческих процессов на предприятиях, производящих строительные материалы. Клиенты компании — это по большей части бетонные за­воды. Специалисты ООО «Меркурий» применяют изделия Kontron ThinklO в своем решении «АСУ-Директ» (Рис.4). Будучи комплексной системой автоматизации бетонного производства, данная АСУ 111 должна обеспечивать высочайшую точность соблюдения технических параметров при дозировании цемента, воды и различных добавок. Система «АСУ-Директ» уже успешно работает на многих бетонных, железобетонных, и асфальтобетонных заводах, а также заводах по производству сухих смесей по всей России.

Так выглядит рабочее место оператора системы «АСУ-Директ», разработанной российской компанией «Меркурий»

Рис. 4. Так выглядит рабочее место оператора системы «АСУ-Директ», разработанной российской компанией «Меркурий»

Используя «АСУ-Директ», технолог может определять количественный состав материалов и добавок в каждом рецепте, изменять различные технические параметры (время перемешивания, задержка подачи цемента, задержка подачи воды и добавок, процентное содержание шламовой воды и т.д.) и задействовать различные наборы параметров в зависимости от конкретного рецепта.

Архитектура «АСУ-Директ» является двухуровневой: нижний уровень соответствует управлению бетоносмесительными установками (БСУ) через промышленные контроллеры, на верхнем уровне осуществляется визуализация технологических процессов. Коммуникационная подсистема, обеспечивающая межуровневое взаимодействие, имеет программную поддержку как на уровне полевых устройств, так и на уровне визуализации. Сетевая функциональность системы управления реализована на базе протоколов TCP/IP, Modbus RTU и Ethernet. Ключевым софтверным компонентом коммуникационной подсистемы, связывающей верхний и нижний уровни АСУТП, является ОРС-сервер, поставляемый компанией «РТСофт» вместе с пакетом CoDeSys и изделиями серии Kontron ThinklO.

В качестве аппаратной платформы для развертывания контроллерной функциональности специалисты компании «Меркурий» выбрали контроллеры ThinklO-Classic и ThinklO-Premium. Программная поддержка ThinklO-C в рассматриваемой АСУТП включает инструментальный пакет CoDeSys. Прикладное ПО позволяет осуществлять удаленное управление по протоколу Modbus RTU, реализует законы управления технологическим оборудованием, обеспечивает работу управляющих алгоритмов и осуществляет первичную обработку данных.

Коммутационный шкаф автоматизированной системы управления «АСУ-Директ» с контроллером ThinkIO-C внутри

Рис. 5. Коммутационный шкаф автоматизированной системы управления «АСУ-Директ» с контроллером ThinkIO-C внутри

Контроллеры ThinklO-C удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым инженерами компании «Меркурий» к подобным аппаратным средствам: производительность этих изделий была достаточной для возлагаемых на них задач, а их коммуникационные возможности позволяли обеспечить синхронизацию всех вычислительных процессов. При выборе контроллеров Kontron ThinklO были учтены такие особенности данных изделий, как наличие средств программирования на языках IEC 61131-3, простота конфигурирования и настройки, поддержка операционной системы Linux, поддержка стандартной PC-периферии (интерфейсы локальной сети, монитора и клавиатуры в стандартной комплектации), высокая производительность, а также тесная интеграция с периферией WAGO и, как следствие, — простота расширения функциональности ввода/вывода путем добавления новых интерфейсных модулей.

Контроллер Kontron ThinkIO с периферий WAGO, использующейся специалистами компании «Меркурий» для организации ввода-вывода

Рис. 6. Контроллер Kontron ThinkIO с периферий WAGO, использующейся специалистами компании «Меркурий» для организации ввода-вывода

 

Успехи и перспективы

За рубежом изделия, образующие продуктовую серию Kontron ThinklO, получают самые положительные отзывы, а в 2005 г немецкий журнал Elektronik даже назвал Kontron ThinklO «продуктом года». Специалисты особо отмечают высокую надежность аппаратной части Kontron ThinklO, которая разработана лидером мирового рынка встраиваемых компьютерных технологий — компанией Kontron. Успеху Kontron ThinklO способствуют также популярное ПО CoDeSys и тесная интеграция с модульной периферией WAGO, позволяющей учесть специфику практически любой реальной задачи в плане ввода/вывода. Следует отметить и такой фактор, как доступность изделий в долгосрочной перспективе: Kontron гарантирует поставки Kontron ThinklO в течение 7-10 лет.

Что касается российского рынка, то изделия серии Kontron ThinklO просто обречены на успех в энергетике, химической, текстильной и других отраслях промышлен­ности. По совокупности своих свойств Kontron ThinklO годятся для применения не только в задачах промышлен­ной автоматизации, но и в приложениях других классов, включая мобильные и бортовые.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *