Monitorowanie i sterowanie procesami i produkcją
Do monitoringu złożonych procesów produkcyjnych służy obecnie oprogramowanie sterujące oraz rozbudowane systemy informatyczne, które są znacznie bardziej funkcjonalne i ergonomiczne od rozwiązań stosowanych przed laty. Tradycyjne lampki, wskaźniki i sygnalizatory coraz częściej ustępują miejsca wizualizacjom komputerowym, które pozwalają jednocześnie sterować procesami.
Wspomniane klasyczne elementy wizualizacyjne, jak i fizyczne elementy sterujące, takie jak przyciski czy zadajniki są coraz rzadziej stosowane. Ich liczba maleje na rzecz elementów wirtualnych, które stanowią składowe oprogramowania sterującego i systemów informatycznych.
Rozwój automatyki
Wraz z postępem technologicznym, coraz pełniej realizowana jest automatyzacja i robotyzacja różnego rodzaju procesów produkcyjnych. Równocześnie z rozwojem przemysłu wzrasta potrzeba znalezienia rozwiązań ułatwiających zarządzanie złożonymi procesami. Monitorowanie i sterowanie z użyciem przestarzałych metod jest nieekonomiczne – marnuje zasoby ludzkie, spowalnia sam proces, generuje większe koszty. Z pomocą nadchodzi oprogramowanie sterujące i systemy informatyczne, dzięki którym wspomniane czynności można wykonywać w wydajniejszy sposób, łatwiej jest również zarządzać całym procesem. Stosowanie takich rozwiązań jest dużo bardziej komfortowe dla operatorów systemu, a także dla kadry trudniącej się zarządzaniem i kontrolą.
Obecnie w przypadku pojedynczych maszyn i urządzeń tradycyjne pulpity sterownicze są ograniczane do dotykowych paneli operatorskich. W przypadku nowoczesnych, złożonych procesów produkcyjnych tradycyjne rozwiązania są wypierane przez globalne systemy zarządzające, odpowiadające jednocześnie za monitoring i wizualizację parametrów danego systemu. Na rynku automatyki funkcjonuje mnóstwo podmiotów, które mają w swojej ofercie wspomniane urządzenia i systemy.
Panele operatorskie
Jedną z metod monitorowania i sterowania procesami produkcyjnymi jest podłączanie do maszyn i urządzeń paneli operatorskich HMI (Human Machine Interface). Pośredniczą one w wymianie poleceń i informacji między operatorem a sterowaną maszyną czy urządzeniem, stanowią również źródło danych dla nadrzędnych systemów informatycznych. Dzięki panelowi operatorskiemu HMI osoba obsługująca dany obiekt jest w stanie zaingerować w jego działanie oraz dokonać monitoringu wybranych parametrów procesowych z użyciem umieszczonej na nim wizualizacji. Współcześnie panel operatorski przyjmuje najczęściej postać ekranu dotykowego umieszczonego na obudowie maszyny lub w specjalnie do tego zaprojektowanej konstrukcji w formie pulpitu sterowniczego. Panele operatorskie mogą również opcjonalnie być wyposażone w klawiaturę, która przydaje się w aplikacjach wymagających częstego wprowadzania danych przez operatora.
Jednym z przykładowych dotykowych paneli operatorskich jest urządzenie Advantech WOP-3000T, które znajduje się w ofercie firmy Elmark Automatyka. Wysoki komfort pracy zapewnia ekran rezystancyjny o przekątnej 7˝ lub 10,1˝. Na wysoką elastyczność w zakresie warunków, w których może pracować opisywane urządzenie, mają wpływ wysoki stopień ochrony IP66 oraz spory zakres temperatury akceptowany przez panel – od –20 oC do 60 oC. Wspomniany panel operatorski jest wyposażony w interfejsy RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet, USB, CAN, system operacyjny Windows WinCE 6.0 oraz w procesor ARM Cortex-A8 600 MHz.
Inną grupą dotykowych paneli operatorskich do wizualizacji i sterowania procesami i produkcją jest rodzina paneli VIPA, która znajduje się w ofercie firmy Yaskawa Polska. Urządzenia te mają obudowy z odlewu aluminiowego i są wykonane w stopniu ochrony IP65 dla frontowej części. Kolorowe ekrany o przekątnej od 5,7˝ do 12,1˝ oraz możliwość pracy zarówno w pionie, jak i w poziomie, to wyróżniki urządzeń należących do wspomnianej rodziny produktowej. Panele VIPA są wyposażone w procesor Xscale 800 MHz, interfejsy RS-232, RS-485, RS-422, Profibus, Ethernet, USB-A i opcjonalnie USB-B oraz system operacyjny Windows Embedded CE 6.0 Professional. Ciekawie prezentuje się również system do wizualizacji, w który wyposażone są opisywane panele. Nosi on nazwę Movicon, a jego cechami charakterystycznymi są: wyposażony w liczne użyteczne biblioteki edytor grafiki wektorowej, możliwość zdalnego dostępu, skalowalność projektów do Movicon Scada oraz rozbudowana biblioteka sterowników.
Kolejną przykładową serią dotykowych paneli operatorskich stosowanych w przemyśle jest seria GOT2000, która znajduje się w portfolio firmy Mitsubishi Electric. Ich kompatybilność z programem do projektowania ekranów o nazwie GT Worsks3 ułatwia znacząco proces projektowania wizualizacji. Zaletą urządzeń opisywanej serii jest obsługa aż 65 536 kolorów oraz możliwość wczytywania plików w popularnych formatach graficznych takich jak .png. Ważnymi cechami paneli GOT2000 są dotyk wielopunktowy oraz możliwość umieszczenia w urządzeniach kart SD rozszerzających ich możliwości. Opisywane urządzenia są wyposażone w następujące interfejsy: Ethernet, RS-232, RS-422, RS-485, USB. Złącza USB znajdują się zarówno z przodu, jak i z tyłu panelu. Funkcjonalnością, o której nie sposób nie wspomnieć podczas rozważań na temat opisywanych paneli, jest funkcja Transparent FA. Dzięki niej możliwe jest połączenie komputera PC przez pulpit HMI z dowolnym produktem automatyki.
Czasami okazuje się, że konieczne jest zapewnienie mobilności operatora. Wtedy dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie panelu ręcznego wyposażonego w ekran i opcjonalnie klawiaturę oraz kilka przycisków – przykładowo dedykowany przycisk bezpieczeństwa.
Przykładowymi urządzeniami tego typu są przenośne panele operatorskie VT525H. Znajdują się one w ofercie firmy Sabur. Są to urządzenia wyprodukowane zgodnie ze stopniem ochrony IP65, z 16-kolorowym wyświetlaczem LCD 5,7˝ o rozdzielczości 320×240 pikseli. Na ekranie znajduje się klawiatura funkcyjna z 10 przyciskami. Na obudowie panelu znajdują się trzy fizyczne przyciski. Całość ma masę około 3 kg, co nie powinno być zbytnim obciążeniem dla operatora. Istotną cechą jest możliwość pracy z użyciem interfejsów RS-232, RS-422 oraz RS-485.
Innym mobilnym panelem operatorskim może pochwalić się firma B&R Automatyka Przemysłowa. Urządzenia z serii 7100 są lekkie – mają masę od 480 g do 1850 g. W zależności od konkretnego modelu są wyposażone w procesory Intel Atom E3815 1,46 GHz lub ARM Cortex-A8/A9.
Opisywane urządzenia mają złącza USB oraz Ethernet. Przekątne ekranów rezystanycjnych, w które są wyposażone panele z serii 7100 mają wymiary mieszczące się między 3,4˝ a 10,1˝. Obudowa tych przenośnych paneli ma stopień ochrony IP65 i klawiaturę z przyciskami w liczbie od 21 do 36 oraz od 4 do 5 lampek przydatnych do monitorowania procesów.
Cechami, na które zwraca się uwagę podczas doboru odpowiedniego panelu, są jego wymiary i stopień ochrony. Ilość danych, które będą prezentowane na panelu, ich umiejscowienie, liczba przycisków i suwaków do wpływania na działanie sterowanego urządzenia, mają bezpośredni wpływ na rozmiar wybieranego panelu. Charakterystyka środowiska, w którym ma pracować panel, oddziałuje zaś na wymagania co do stopnia ochrony szukanego panelu operatorskiego oraz jego odporności na daną temperaturę, wilgotność czy czynniki środowiskowe, takie jak zasolenie. Warto również zwrócić uwagę na urządzenia specjalnego przeznaczenia, np. takie, które mogą być stosowane w wymagającym sterylności przemyśle spożywczym.
Ciekawym rozwiązaniem może pochwalić się firma Phoenix Contact, której nowy produkt – panel operatorski TPM300 jest polecany do stosowania na statkach. Oprócz odpowiedniego stopnia ochrony IP65 panel ma płytę czołową pochłaniającą światło oraz wysoką odporność na agresywne czynniki środowiskowe, takie jak mgła solna, co jest niezwykłą zaletą do wspomnianego wyżej zastosowania. Nie bez znaczenia pozostaje również zakres temperatury, w której może pracować opisywane urządzenie – od –20 oC do 70 oC. Użyteczną cechą panelu TPM300 jest możliwość obsługi w rękawiczkach roboczych. Na wydajność i wysoką funkcjonalność urządzenia mają wpływ zastosowany procesor ARM Cortex-A8 1 GHz oraz obecność licznych interfejsów: USB, Ethernet i w zależności od wybranej opcji: RS-232, RS-485 oraz CAN.
Panele operatorskie znajdują zastosowanie w aplikacjach, które charakteryzują się brakiem dużych wymagań co do zasobów sprzętowych. Są doskonałym rozwiązaniem wszędzie tam, gdzie archiwizacja danych nie jest konieczna lub jest wystarczająca w okrojonej wersji. Panele operatorskie HMI nadają się najlepiej do niewielkich aplikacji, pojedynczych, niezbyt złożonych urządzeń lub maszyn.
Czym powinien charakteryzować się dobry system monitoringu mediów produkcyjnych? W dobie coraz bardziej zaawansowanych systemów produkcyjnych kluczowym staje się precyzyjne monitorowanie parametrów prowadzonych procesów, także w kontekście wykorzystywanych mediów produkcyjnych. Wiedza ta pozwala na precyzyjne zarządzanie produkcją, a informacja o udziale kosztów mediów produkcyjnych w cenie końcowej produktu jest cenną wskazówką, do odpowiedzi na pytanie czy nie jest konieczne pochylenie się nad sposobami prowadzenia danych procesów i rozważenie dróg, aby je zoptymalizować. Optymalizowanie procesów produkcyjnych pod kątem wykorzystania mediów technologicznych może przynieść bardzo duże oszczędności, jednak aby było to możliwe, konieczne jest wykorzystanie systemu monitoringu, który maksymalnie ułatwi to zadanie. Kluczem w tym przypadku jest zebranie informacji najważniejszych z punktu widzenia danego procesu i przedstawienie ich w formie pozwalającej na szybką ocenę, czy parametry pracy danego stanowiska, czy linii produkcyjnej są poprawne, czy może potrzebna jest interwencja operatora lub SUR. Spełnienie tego warunku może zostać ułatwione poprzez wykorzystanie oprogramowania SCADA, pozwalającego na implementację mniej, lub bardziej zaawansowanych algorytmów analizy danych oraz wizualizacji wyników tej analizy, pozwalającej na ocenę zarówno w danej chwili, jak i w dowolnym horyzoncie czasowym. |
Komputery przemysłowe
Do działania danej maszyny lub urządzenia często stosuje się komputery. Ze względu na to, że w warunkach przemysłowych występuje częstokroć ryzyko zakłóceń elektromagnetycznych, a ponadto komputer narażony jest na zapylenie, wilgoć oraz wahania temperatury, wskazane jest stosowanie komputerów przemysłowych, czyli takich, których konstrukcja jest dostosowana do trudnych warunków środowiskowych. Dzięki takim urządzeniom ryzyko ewentualnej awarii redukowane jest do minimum, co pozwala na minimalizowanie czasu przestojów. Stosując komputery przemysłowe można monitorować i sterować maszynami i urządzeniami za pomocą dosyć złożonych programów sterujących bez obaw o żywotność systemu sterującego. Cały sprzęt stanowiący układ sterowania może być zamontowany bezpośrednio na maszynie, co pozwala na jej niezależną pracę w razie takiej konieczności. Komputery przemysłowe sprawdzają się w takich urządzeniach jak: plotery frezujące, wycinarki laserowe, wycinarki wodne czy wycinarki gazowe. W takich maszynach istotna jest odpowiednia trajektoria ruchu głowicy wyposażonej w narzędzie obróbcze lub stosowaną dyszą. Wczytywane do oprogramowania sterującego rysunki elementów w odpowiednich formatach są przekształcane na krzywe, po których ma poruszać się głowica w przestrzeni dla osiągnięcia odpowiedniego celu. Najlepiej, gdy cały proces jest wizualizowany i można ingerować w jego przebieg, przykładowo przez odpowiednie sterowanie wyjściami cyfrowymi. Zapewnienie takich funkcjonalności i działanie w czasie rzeczywistym jest możliwe właśnie dzięki komputerom przemysłowym.
Oprócz materiału, z którego wykonywana jest obudowa komputera przemysłowego oraz jej stopnia ochrony, przy doborze urządzenia z tej kategorii, należy zwracać szczególną uwagę na wydajność komponentów umieszczonych wewnątrz komputera, np. na parametry procesora. Ważne jest również wyposażenie w dysk o odpowiedniej pojemności, w pożądaną liczbę i rodzaj portów takich jak USB czy RS-232, obecność i liczbę złączy PCI, PCI express, należy również poświęcić trochę czasu na analizę sposobu zasilania oraz chłodzenia urządzenia. Ważnym parametrem komputerów przemysłowych jest również zakres temperatury, w której producent deklaruje prawidłowe działanie urządzenia.
Przykładowo firma B&R Automatyka Przemysłowa. oferuje bezwentylatorowy komputer przemysłowy Automation PC 910 o stopniu ochrony IP20 wyposażony w port RS-232, po pięć portów USB, złączy PCI i PCI express, który może pracować w temperaturze dodatniej do 60 oC. W ofercie Elmark Automatyka. można spotkać model komputera przemysłowego Advantech ARK-2150L-S7A1E wyposażony w cztery porty RS-232, sześć portów USB, dwa złącza PCI express, złącze SATA, w wykonaniu bezwentylatorowym, w stopniu ochrony IP40, który może pracować w temperaturze zarówno dodatniej sięgającej 60 oC, jak i ujemnej do –20 oC. Innym przykładem komputera przemysłowego jest model ESA XB300 z oferty firmy Sabur. Urządzenie bezwentylatorowe charakteryzuje się stopniem ochrony IP20 oraz obecnością pięciu portów USB, dwóch portów RS-232, złącza SATA oraz trzech złączy PCI.
Kolejnym przykładowym urządzeniem z grupy komputerów przemysłowych jest model Astraada HMI Panel PC AS47C15INT-PR z oferty firmy Astor. Jest on wyposażony w 15˝ ekran rezystancyjny. Wyróżnikami tego modelu jest chłodzenie pasywne oraz szczelność frontu na poziomie IP65. Urządzenie jest wyposażone w porty RS-232, RS-485 oraz USB. W skład wyposażenie tego komputera przemysłowego wchodzą: procesor Intel Core 2 Duo P8400, 4 GB RAM oraz dysk o pojemności 320 GB. Komputer ma system operacyjny Windows 7 oraz licencję na przemysłowe oprogramowanie Wonderware InTouch Runtime.
Kolejna rodzina komputerów przemysłowych zintegrowanych z panelami to rodzina CP27xx znajdująca się w ofercie firmy Beckhoff. Bezwentylatorowe urządzenia są zasilane napięciem 24 V, a ich aluminiowa obudowa osiąga od przodu stopień ochrony IP65, zaś od tyłu IP20. Ekrany komputerów z tej rodziny mają przekątne z przedziału od 11,6” do 24”. Opisywane urządzenia są wyposażone w następujące komponenty: procesory Intel Celeron ULV 1,4 GHz lub Intel Atom, kartę pamięci o pojemności 4 GB, 2 GB pamięci RAM. Komputery mają wbudowane po 4 porty USB oraz zintegrowane podtrzymanie bateryjne. Firma Beckhoff wraz z komputerami z serii CP27xx oferuje pełną integrację z oprogramowaniem TwinCAT oraz zainstalowany na komputerze system operacyjny Windows 10 albo Windows 7 w wersji Professional, Ultimate, Embedded Standard lub Embedded Compact.
Jak widać na podstawie przedstawionych urządzeń, każdy projektant systemów automatyki może znaleźć odpowiadające jego aplikacji rozwiązanie. Problem może pojawić się tylko podczas znajdowania złotego środka między pozostawianiem różnego rodzaju możliwości rozbudowy danego systemu automatyki w przyszłości a korzystnymi warunkami finansowymi zakupu urządzenia.
Warto wybrać skalowalne systemy u sprawdzonego dostawcy W ciągu ostatnich 2-3 lat, dzięki coraz popularniejszej idei „Przemysłu 4.0” oraz IIoT, systemy rejestracji, wizualizacji i monitoringu procesów przemysłowych. Są one wzbogacane o szereg innowacji, takich jak zdalne zarządzanie każdym elementem systemu automatyki, wykorzystanie rozwiązań chmurowych i centralnych aplikacji agregujących dane w jednym miejscu czy przesyłanie danych z różnych urządzeń (czasem nawet tych najmniejszych typu czujniki) do centralnego serwera. Należy jednak pamiętać, że aby skorzystać z zalet jakie niosą nowe technologie, realizowane projekty należy traktować, jako szeroko pojęte projekty biznesowe. Dlatego na etapie wyboru rozwiązania należy zwrócić przede wszystkim uwagę na kompetencje dostawcy, jego doświadczenie w realizowanych projektach oraz kompleksowość oferowanego rozwiązania dedykowanego dla konkretnego biznesu, tj. rozwiązania do monitorowania zużycia mediów, rozwiązania dla ciepłownictwa, wodno-kanalizacyjne itp. Warto także pamiętać o rozwoju swojego biznesu i planowanych inwestycjach w przyszłości, a tym samym zadbać aby wybór padł na skalowalne systemy automatyki – umożliwiające ich rozbudowę, modyfikację oraz integrację z innymi systemami i urządzeniami. Uwzględnienie tych zagadnień na wczesnym etapie procesu zakupu systemów z obszaru automatyki, przyczyni się do istotnego wparcia biznesu i przyniesie firmie wymierne korzyści w postaci ograniczenia kosztów czy podniesienia efektywności wykorzystywania zasobów. |
Systemy SCADA
Systemy sterowania oparte na panelach operatorskich HMI oraz komputerach przemysłowych pozwalają na sterowanie lokalne jednym lub niewielką grupą urządzeń. Są one jednak niewystarczającym środkiem w przypadku potrzeby sterowania złożonymi procesami produkcyjnymi z jednego miejsca. Systemy, które pozwalają na globalny monitoring i sterowanie procesami produkcyjnymi nazywane są systemami SCADA (ang. Supervisory Control and Data Acquisition). Są one narzędziami, które umożliwiają jednoczesne zbieranie parametrów urządzeń wykonawczych, zapis niezbędnych danych, lokalizację usterek, automatyczne reagowanie na określone sytuacje. Ważną cechą charakteryzującą systemy SCADA jest ich nadrzędny charakter. Czujniki oraz urządzenia wykonawcze, takie jak zawory i siłowniki są połączone bezpośrednio z kontrolującymi ich pracę sterownikami PLC, sterowniki PLC przekazują zaś informacje do nadrzędnego systemu, który odpowiednio wizualizuje proces. Dzięki systemom SCADA praca operatora systemu jest wydajniejsza i o wiele bardziej komfortowa niż ma to miejsce w przypadku klasycznych metod monitoringu i sterowania procesami.
Monitoring parametrów systemów automatyki odbywa się za pomocą wizualizacji graficznych. Ważną cechą, która powinna charakteryzować przyjazny dla operatora system SCADA jest przejrzysta prezentacja danych procesowych. Dane powinny być prezentowane w taki sposób, aby w sposób jednoznaczny informowały o pojawieniu się ewentualnych nieprawidłowości. Różnego rodzaju animacje, wykresy i grafy czynią systemy o wiele bardziej przyjaznymi dla operatora. Kolejnym zadaniem, które powinien spełniać system SCADA, jest zapisywanie niezbędnych danych, które mogą przydać się do analizy przebiegu procesu, prac nad jego optymalizacją oraz w przypadku wystąpienia nieprawidłowości lub awarii. Omawiane narzędzie informatyczne umożliwia również szybkie ostrzeganie o awariach i sprawne lokalizowanie miejsc, w których dochodzi do usterek. Czytelne znaki graficzne i dźwiękowe pozwalają na natychmiastową reakcję operatora, dzięki czemu możliwe staje się zapobieganie różnego rodzaju zagrożeniom lub ewentualnym stratom materialnym, które mogłyby wyniknąć z nieprawidłowej pracy poszczególnych elementów systemu automatyki. System SCADA powinien również umożliwiać odpowiednie reagowanie na różnorodne stany poszczególnych urządzeń i elementów automatyki. Chodzi tu zarówno o narzędzia działające w sposób automatyczny, jak i te, które wynikają z określonych reakcji operatora całego systemu.
Jednym z przykładowych systemów SCADA może pochwalić się firma COPA-DATA Polska. Jest to system o nazwie zenon Supervisor. Cechą charakterystyczną, niezwykle użyteczną w warunkach przemysłowych, jest funkcjonalność Hot Reload – umożliwiająca przeładowywania danych bez konieczności restartu. Inne ciekawe funkcjonalności to zintegrowane narzędzie do śledzenia zmian, zenon reporting, czyli graficzne raportowanie, technologia Chameleon, czyli możliwość ustawiania różnych wzorów interfejsu oraz zintegrowane mechanizmy bezpieczeństwa. Ważną cechą charakteryzującą omawiany system jest możliwość obsługi ponad 300 protokołów komunikacyjnych.
Ciekawym przedstawicielem z branży systemów SCADA jest produkt Wonderware InTouch, który można znaleźć w ofercie Astor. Warto podkreślenia jest jego niezwykła popularność wśród odbiorców. Ważnym atrybutem omawianego systemu jest biblioteka gotowych obiektów graficznych SAL (ang. Situational Awareness Library), która ułatwia zachowanie przejrzystości wizualizacji. Współcześnie użyteczną cechą jest wizualizacja mobilna InTouch Access Anywhere, która zapewnia dostęp do aplikacji wizualizacyjnej z dowolnego urządzenia z przeglądarką internetową takiego jak: komputer, tablet czy telefon.
Innym rozwiązaniem, które oferuje firma Siemens, jest SCADA SIMATIC WinCC. Oprócz standardowego wyposażenia systemu w stosowne edytory, biblioteki i kreatory, system może być rozbudowany o dodatkowe opcje, również takie, które na swój użytek zaprojektowali niezależni dostawcy. Przykładowe opcje i narzędzia, o które można wzbogacić system SCADA SIMATIC WinCC to: narzędzia do zarządzania energią (np. produkt SIMATIC powerrate – lokalizujący miejsca dużego zużycia energii oraz pozwalający na planowanie zużycia energii na poziomie zakładu produkcyjnego), narzędzia do śledzenia zmian i weryfikacji (np. produkt WinCC/Audit – monitorujący działalność operatora podczas pracy), narzędzia do diagnostyki i utrzymania ruchu (np. produkt Alarm Managment System ACC – pozwalający na automatyczne wysyłanie alarmów i wiadomości na telefony komórkowe), narzędzia do zarządzania procesami (np. produkt PM-Analyze – umożliwiający lokalizowanie źródeł błędów i słabych punktów instalacji, redukujący liczbę i czas postojów oraz wskazujący na miejsca, w których prawdopodobnie znacznemu zużyciu uległy części mechaniczne).
Przykładowym systemem SCADA dostępnym na rynku jest produkt z grupy Asix oferty firmy Askom. Moduł AsixMobile prezentujący dane procesowe na urządzeniu mobilnym, umożliwiają rozbudowę aplikacji w oparciu o różne języki programowania w celu tworzenia własnych elementów wizualizacyjnych. Również dodatek do programu Excel to tylko niektóre z cech tego systemu. Ciekawym jego wyróżnikiem jest możliwość projektowania diagramów opartych na mapach geograficznych GIS. Znajduje to zastosowanie w liniach produkcyjnych ze znacznie rozproszonymi elementami składowymi. Diagramy ułatwiają sprawne zlokalizowanie wybranych elementów umieszczonych na mapie za pomocą współrzędnych i zdalną ich diagnostykę.
Innym przykładem systemu SCADA jest produkt firmy GE Digital o nazwie iFIX. Wyróżnikiem tego rozwiązania jest kompatybilność z innymi urządzaniami automatyki zapewniona za pomocą systemu operacyjnego o nazwie iFIX Embedded. Ciekawą cechą systemu jest również dynamiczna rozdzielczość grafiki, która zapewnia skalowalność oraz wysoką wydajność.
Firma Sabur również posiada w swojej ofercie produkt zaliczany do kategorii systemów SCADA. Jest to następca SCADA Vision Supervisor, będący jego rozwinięciem, ControlMaestro. Charakterystyczną cechą tego rozwiązanie jest bezpieczeństwo systemu. Jednym ze sposobów osiągniecia tego zamierzenia jest obecność modułu zabezpieczającego AuditTrail, który nadzoruje i rejestruje wszystkie aktywności użytkowników, a w połączeniu z SmartCard i biometryczną autoryzacją zapewnia kontrolę nad dostępem do systemu. Ciekawą funkcjonalnością ControlMaestro jest obecność rozwiązania CAD Converter, które służy automatycznemu generowaniu aplikacji z rysunków w formacie.dxf. Zapewnia to zwiększenie wydajności podczas projektowania wizualizacji.
Dostępną na rynku opcją systemu SCADA jest produkt firmy MetaSoft o nazwie CoMeta. Zapewnia on opis procesu produkcyjnego w środowisku Procesowej Bazy Danych. Składowa systemu CoMeta o nazwie CoMeta.MBase umożliwia jego odpowiednie skonfigurowanie. CoMeta.RTMon to program operatorski, którego następcą jest ArcExPro. Pierwszy z nich umożliwia prezentację danych za pomocą wykresów, grafów słupkowych, list alarmów oraz list komunikatów o zdarzeniach. Ten drugi zapewnia odpowiednią obróbkę danych archiwalnych, ich stosowną prezentację, odpowiada za powstawanie statystyk dla danych analogowych w formie wykresów średnich i skrajnych wartości, a dla wartości cyfrowych w formie wykresów zmian oraz prezentacji czasów trwania danych stanów.
Innym przykładem systemu SCADA jest produkt firmy Schneider Electric o nazwie Citect SCADA. Zawiera on zintegrowane środowisko programistyczne o nazwie Citect Studio, umożliwia scentralizowany sposób wdrażania – zarządzanie z centralnej lokalizacji konfiguracją wszystkich obiektów. Ciekawą cechą omawianego systemu jest możliwość jego rozszerzania o narzędzia do obsługi sterowników różnych producentów.
Systemy SCADA umożliwiają optymalizację produkcji Wiele zakładów produkcyjnych do dziś opiera się na ręcznej kontroli procesów. Proste stanowiska, wyposażone w prostą automatykę usprawniającą tylko prace manualne sprawdzają się i są chętnie stosowane. W wielu przypadkach jest to wystarczające rozwiązanie, bo korzyści z takiej inwestycji są wymierne i przede wszystkim oczywiste. Skrócenie czasu montażu, zwiększenie dokładności, poprawienie ergonomii, to kwestie już od dawna podstawowe i nikogo nie trzeba do nich przekonywać. Czas jednak, żeby pójść o krok dalej. Rozwój współczesnej technologii sprawia, że pojawiają się nowe możliwości w zakresie sterowania procesami produkcyjnymi. Przykładowo, na pierwszy rzut oka zbieranie danych ze stanowisk produkcyjnych może nie wydawać się przydatne, ale spojrzenie na te kwestie z pewnego dystansu zwykle pozwala na wyciąganie wniosków z analizy danych. Pociągają one za sobą oszczędności i np. wskazują, jaka inwestycja przyniesie w danym czasie największą korzyść. Optymalizacja produkcji, to zagadnienie znane już na początku ubiegłego wieku, gdy Henry Ford udoskonalał swoją fabrykę. Mając jednak dostęp do danych dostępnych w dzisiejszych systemach sterowania, przy odpowiedniej skali produkcji, zysk wynikający z inwestycji w np. system SCADA, będzie jeszcze większy. |
Kierunki rozwoju
Podczas rozważań na temat sposobu monitoringu i sterowania urządzeniami i liniami produkcyjnymi warto również zastanowić się nad kierunkami rozwoju tej gałęzi automatyki. Należy dokonać analizy tego, czy ogromna liczba funkcjonalności, którą zapewniają systemy SCADA, nie zachęca do użycia zbyt dużej iliczby elementów i opcji do wizualizacji i sterowania, co niesie ryzyko małej czytelności informacji, które otrzymuje operator systemu. Nie zawsze więcej znaczy lepiej. Liczne lampki, obrazki, dźwięki, jednoczesne odbieranie wielu bodźców nie sprzyja skupieniu, w gąszczu zbędnych informacji może umknąć uwadze coś, co jest niezwykle ważne dla prawidłowego i bezstratnego działania danego procesu. Czasami prosta wizualizacja, z ograniczoną paletą barw, jest lepiej przyswajana przez operatora.
Należy jednak zastanowić się nad charakterem kontrolowanego procesu. Stopień jego złożoności może wymagać rozbudowanego systemu monitorującego i nadzorującego. Do obsługi złożonego systemu jest oczywiście potrzebna odpowiednia wiedza operatora na temat danego procesu. Mimo licznych udogodnień i możliwości, które oferują producenci rozwiązań automatyki z zakresu monitorowania i sterowania procesami przemysłowymi, nie można zapominać o czynniku ludzkim, który ma bezpośredni wpływ na prawidłowe i bezpieczne działanie systemu. Już na etapie projektowania danej aplikacji należy rozważyć wszelkie możliwe niebezpieczeństwa i próbować im zapobiegać.
Podsumowanie
W ramach krótkiej analizy urządzeń i systemów realizujących lub wspomagających monitorowanie i sterowanie procesami produkcyjnymi dokonano przeglądu możliwości, które można wdrożyć w ramach budowania nowych aplikacji przemysłowych. W zależności od potrzeb można wybierać wśród wielu rozwiązań dostępnych na rynku automatyki. Kluczowe dla odpowiedniego doboru koncepcji sterowania i kontroli parametrów procesowych jest określenie złożoności sterowanego systemu, tzn. ocena czy system jest zbudowany z jednego, bądź niewielkiej liczby elementów, a może z dużej liczby urządzeń stanowiących złożoną linię produkcyjną. Od tej oceny zależy, czy sensowne jest stosowanie systemu SCADA, panelu operatorskiego HMI, a może wystarczą zwykłe przyciski, lampki i przełączniki, bo system jest niezwykle prosty w działaniu i obsłudze. Jak zazwyczaj bywa w tego typu sytuacjach kluczowe jest znalezienie kompromisu między ceną a funkcjonalnością, wybranie tylko takich cech komponentów i systemów automatyki, które są niezbędne dla potrzeb danej aplikacji lub mogą okazać się potrzebne podczas ewentualnej rozbudowy systemu.
source: Automatyka 3/2018