primjena softplc koncepta procesnog računala prilagođene
TRANSCRIPT
Primjena SoftPLC koncepta procesnog računala
prilagođene izvedbe s IEC61131-3 normom
Ivica Vlašić , Danijel Maršić i Goran Malčić
Tehničko veleučilište u Zagrebu/Elektrotehnički odjel, Zagreb, Hrvatska
Sažetak - Pristup projektiranju i izgradnji upravljačkih
sustava u industriji se kontinuirano mijenja i poboljšava.
Primjena IEC 61131-3 norme za programiranje PLC
uređaja omogućila je razvoj novih vrsta upravljačkih
sustava. Istovremeno proizvođači PLC-a prestaju s
podrškom svojih starih sustava te prisiljavaju proizvođače
opreme da koncepte svojih strojeva prilagođavaju novim
sustavima. U radu je prikazana primjena SoftPLC rješenja
tvrtke KW Software nazvano ProConOS® (eng.
Programmable Controller Operating System) u tiskarskom
postrojenju novije generacije. Osnovni koncept
automatizacije tiskarskog postrojenja se nije mijenjao osim
primjene prilagođenog (eng. custom) SoftPLC-a koji je
naslijedio SIMATIC S5® sustav zadržavajući
kompatibilnost u načinu primjene i održavanja.
I. UVOD
Pristup projektiranju i izgradnji upravljačkih sustava u industriji se kontinuirano mijenja i poboljšava. Paralelno s napretkom raznih tehnologija povećavaju se i dodatni zahtjevi kod razvoja upravljačkih sustava čime njihove mogućnosti postaju sve veće i veće. Kao odgovor na ove zahtjeve posljednjih dvadesetak godina je razvijeno nekoliko otvorenih međunarodnih standarda za industriju od kojih je najvažniji IEC 61131-3 koji predstavlja skup smjernica za programiranje PLC (eng. Programmable Logic Controller) uređaja. Primjena ovog standarda omogućila je razvoj novih vrsta upravljačkih sustava kao što je SoftPLC tehnologija.
Jedan od niza problema koji se javlja kod primjene PLC uređaja u industrijskim postrojenjima je nemogućnost miješanja uređaja različitih proizvođača zbog njihove međusobne nekompatibilnosti u pogledu izrade upravljačke logike. Iako su osnovne programske funkcije svih kontrolera praktički jednake, pojedine instrukcije su ipak bitno različite zbog čega se pravila pisanja programa mogu razlikovati. Ova činjenica bitno otežava razmjenu upravljačkih programa između uređaja odnosno sustava različitih proizvođača. Integratori sustava automatizacije zbog toga trebaju univerzalne alate za izgradnju svojih aplikacija da bi ih mogli koristiti na raznovrsnim PLC uređajima. Proizvođači rješenja za automatizaciju žele s jedne strane zadovoljiti potrebe kupaca (integratora sustava), dok s druge strane nastoje zadržati isplativu strukturu proizvoda u tehnološkom i poslovnom okruženju koje se mijenja iz dana u dan.
Navedeni problemi su tijekom 90-ih godina prošlog stoljeća potaknuli pojedine proizvođače programskih aplikacija na razvoj nove vrste kontrolera koji se naziva
SoftPLC. Ovaj naziv predstavlja softver koji omogućuje izvršavanje upravljačka aplikacija u realnom vremenu na standardnoj računalnoj platformi. Pritom je upravljanje postrojenjem ostvareno preko standardiziranih modularnih U/I jedinica. Dakle, za implementaciju SoftPLC kontrolera potreban je hardver i softver kojima se postiže da standardna računalna platforma radi kao PLC uređaj. Osnova prednost SoftPLC-a je da sav potreban hardver nije ovisan o proizvođaču. Unatoč ovoj prednosti ni jedan proizvođač softvera nije uspio postaviti svoje rješenje SoftPLC softvera kao industrijski standard. To znači da programska podrška razvijena za jednu SoftPLC aplikaciju još uvijek ne može biti prenesena u SoftPLC nekog drugog proizvođača.
U radu je prikazan općeniti koncept SoftPLC tehnologije na primjeru rješenja ProConOS proizvođača KW Software. Također su prikazana višegodišnja iskustva u implementaciji i eksploataciji navedenog SoftPLC rješenja u tiskarskom postrojenju.
II. OSNOVE IEC 61132-3 STANDARDA
IEC 61131-3 je naziv za prvi objavljeni globalni standard za programiranje PLC uređaja. Prvi puta je objavljen 1993. godine dok je trenutno aktualno drugo izdanje iz 2003. godine. Standardom su sažete potrebe industrijskih upravljačkih sustava kako u pogledu hardvera tako i softvera za programiranje. Smjernice i programski jezici IEC 61131-3 standarda su primarno predviđeni za programiranje klasičnih PLC uređaja. Razvojem alternativnih rješenja industrijskih upravljačkih sustava pronašli su svoju primjenu u ugrađenim kontrolerima, programirljivim automatizacijskim kontrolerima (eng. Programmable Automation Controllers, PAC) i upravljačkim sustavima baziranim na standardnim i specifičnim računalnim platformama (SoftPLC). Kako je standardom definiran ogroman broj detalja, od proizvođača upravljačkih sustava se ne može, u ovom trenutku, očekivati da će implementirati sve dijelove standarda, već samo određene dijelove. Dakle, standard osigurava mjerilo koje omogućuje kako proizvođačima tako i krajnjim korisnicima da procijene u kolikoj mjeri je svaki sustav za programiranje industrijskih kontrolera usklađen s IEC 61131-3.
Iako je većina proizvođača industrijskih upravljačkih sustava u velikoj mjeri implementirala određene smjernice IEC standarda, njihova hardverska i softverska rješenje se zbog komercijalnih i financijskih interesa u tolikoj mjeri razlikuju da je prijenos programa između
1322 MIPRO 2014/CTS
različitih upravljačkih platformi sve osim jednostavan. Ipak, primjenom standarda su elementi programskih jezika i struktura programa različitih proizvođača ipak postali slični što u konačnici integratorima sustava mnogo olakšava prebacivanje programa iz jednog u drugi upravljački sustav. Unatoč brojim preprekama koje stoje na putu provedbe osnovnih ciljeva IEC 61131-3 standarda njegovim uvođenjem stvoreni su temelji za stvaranje jedinstvenog koncepta programiranja industrijskih kontrolera.
IEC 61131-3 standard se može općenito podijeliti na dva osnovna dijela:
A. Zajednički elementi
U ovom dijelu standarda su definirani sljedeći zajednički elemenati koji se mogu koristiti u svim programskim jezicima:
1) Oznake: služe za dodjeljivanje smislenih imena različitim elementima korištenih unutar IEC programskih
jezika kao što su varijable, tipovi podataka, funkcijski
blokovi i programi.
2) Tipovi podataka: predviđeno je nekoliko osnovnih i
strukturiranih tipova podataka koje programer može
definirati unutar programa.
3) Varijable: su nazivi dodijeljeni podatkovnim
elementima čiji se sadržaj može mijenjati tijekom
izvođenja napisanog upravljačkog programa. Standardom
su definirana tri tipa varijabli: lokalne, globalne i
pristupne varijable.
4) Programske organizacijske jedinice: sve IEC 61131-3 programske aplikacije se mogu razdijeliti u funkcionalne
elemente nazvane organizacijske jedinice programa (eng.
Program Organisation Units, POU) koje se mogu
sastojati od funkcija, funkcijskih blokova ili cijelih
programa (Slika 1.). Funkcije i funkcijski blokovi
predstavljaju osnovu izgradnje kompleksnih upravljačkih
programa jer sadrže strukture podataka i algoritme.
Funkcija
Funkcija
Funkcija
Aplikacija
Program Program
Funkcijski blok
Funkcijski blok
Funkcijski blok
Funkcijski blok
Funkcijski blok
Slika 1. Primjeri upotrebe programskih organizacijskih jedinica
5) Softverski model upravljačkog sustava: je definiran kako bi se omogućilo bolje razumijevanje zajedničkih elemenata IEC programskih jezika (Slika 2.). Cjelokupna programska podrška koja služi za upravljanje određenim industrijskim postrojenjem se naziva konfiguracija (eng. Configuration). Konfiguracija je specifična za određeni upravljački uređaj jer su njezine mogućnosti temelje na njegovom hardveru o kojem ovisi brzina procesiranja, memorijske adrese ulaza i izlaza te ostale mogućnosti sustava. Unutar konfiguracije može se definirati jedan ili više resursa (eng. Resource) koji se mogu promatrati kao procesne jedinice sposobne izvršavati IEC programe.
Svaki resurs može sadržati jedan ili više programa i/ili funkcijskih blokova koji se izvršavaju pod utjecajem upravljačkih zadataka (eng. Tasks). Zadatak se može izvršavati periodički ili pokretati pod utjecajem određenog okidača, primjerice uslijed pojave rastućeg brida neke varijable veličine bita. Program se može izgrađivati od niza različitih programskih elemenata napisanih u bilo kojem IEC programskom jeziku. Pristupna putanja definira simbolički naziv varijable dok direktno predstavljene varijable određuju fizičku lokaciju podataka (npr. hardverska adresa ulaznog signala) na način specifičan pojedinom proizvođaču. Globalne varijable su dostupne svugdje unutar resursa ili konfiguracije.
Zadatak
Program
FB
Zadatak
Program
Zadatak
Program
FB
Zadatak
Program
Resurs Resurs
Globalno i direktno predstavljene varijable
i lokalno inicijalizirane varijable
Konfiguracija
Pristupna putanja
FB FB
Komunikacijske funkcije (prema IEC 61131-5)
Putanja izvršavanja upravljanja
Putanja pristupa varijablamaili
FB Funkcijski blok
VarijablaModel upravljačkog sustava
IEC 61131-3
Slika 2. Softverski model industrijskog kontrolera
B. Programski jezici
Standard podržava 5 programskih jezika što programerima PLC uređaja omogućava korištenje preferiranih jezika na osnovu prethodnih iskustava. Svaki od ovih programskih jezika ima prednosti u odnosu na ostale u specifičnim algoritmima upravljanja procesom. To su sljedeći programski jezici:
- Ljestvičasti dijagrami (eng. Ladder Diagrams, LD),
- Instrukcijska lista (eng. Instruction List, IL),
- Funkcijski blok dijagrami (eng. Function Block Diagram, FBD),
- Strukturirani tekst (eng. Structured Text, ST),
- Sekvencijalni funkcijski dijagrami (eng. Sequential Function Charts, SFC).
III. SOFTPLC TEHNOLOGIJA
Otvoreni standardi industrijskih upravljačkih sustava omogućili su primjenu PC (eng. Personal Computer, dalje PC) računala za obavljanje raznih upravljačkih zadataka. U pojedinim industrijskim postrojenjima su paralelno uz primjenu klasičnih PLC uređaja pojavljuju koncepti upravljačkih sustava temeljenih na PC računalu. Rješenja takvih upravljačkih sustava razvijena su za razne operativne sustave (Windows, Linux i sl.) u kojima PC zamjenjuje klasični hardverski PLC uređaj. Upravljački sustavi temeljeni na PC računalima mogu biti izvedeni kao SlotPLC ili SoftPLC.
MIPRO 2014/CTS 1323
SoftPLC je naziv za programsku podršku kojom se postiže da standardna računalna platforma funkcionira kao PLC uređaj koji upravlja procesom u realnom vremenu (Slika 3.).
Ethernet ili fieldbus
Standardni operativni
sustav
Windows Linux
Komunikacijska
kartica
PCI sabirnica
Ostale
programske
aplikacije SoftPLC aplikacija
Operativni sustav za rad u
realnom vremenu (RTOS)
Slika 3. Koncept SoftPLC upravljačkog sustava
Komunikacija sa senzorima i aktuatorima u
postrojenju je izvedena preko mreže odnosno njenih komunikacijskih sučelja spojenih na distribuiranu periferiju (fieldbus, ethernet i sl.). SoftPLC rješenje upravljačkog sustava je djelomično ovisno o pouzdanosti sklopovlja računala i nesmetanom funkcioniranju instaliranog operativnog sustava. SoftPLC aplikacija mora dijeliti resurse procesora s operativnim sustavom i eventualno s drugim instaliranim softverskim aplikacijama. Procesor PC računala mora izvršavati PLC program u realnom vremenu za što se koristi operativni sustav za rad u realnom vremenu (eng. Real-Time Operating System, RTOS) koji osigurava deterministički rad.
IV. SOFTPLC RJEŠENJE KWSOFTWARE
Na tržištu postoji nekoliko komercijalnih implemetacija SoftPLC tehnologije. Jedno od njih je prikazano rješenje SoftPLC-a tvrtke Klöpper und Wiege Software® (dalje KW Software) koja je razvila PLC operativni sustav nazvan ProConOS® (eng. Programmable Controller Operating System).
A. Operativni sustav ProConOS
ProConOS je višezadaćni i vrlo brzi PLC runtime1 sustav za kompleksne upravljačke aplikacije koji radi u realnom vremenu. Sukladan je s IEC 61131-3 standardom i dizajniran tako da se može prilagoditi raznim standardnim ili specijalnim hardverskim platformama. Slika 4. prikazuje osnovni koncept SoftPLC rješenja proizvođača KW Software®.
KW Software® nudi samo odgovarajući PLC runtime softver (ProConOS®) dok je korisniku na raspolaganju velik broj hardverskih platformi na kojima može primijeniti taj softver. Dakle, posebnost ovog rješenja je u tome da korisnik može neovisno o proizvođaču softvera odabrati hardver koji će pretvoriti u softverski PLC uređaj, primjerice standardnu PC ili ugrađenu (eng. embedded)
1 Runtime softver koje je dizajniran kako bi podržavao izvršavanje
računalnih programa napisanih u nekom programskom jeziku.
hardversku platformu. ProConOS® radi kao jedan od programa unutar jednog od mogućih operativnih sustava (npr. Windows NT, Linux, itd.) koji je instaliran na odabrani hardver. Kako bi ProConOS® mogao raditi deterministički potrebno je na operativni sustav instalirati odgovarajuću nadogradnju za rad u realnom vremenu. KW Software je razvio vlastita rješenja takvih dodataka kao primjerice real-time ekstenzija za Windows operativni sustav koja se naziva KWRTK (eng. KW Realtime 2 Kernel). Komunikacija s perifernim jedinicama se ostvaruje preko pripadajućih modula za podržane komunikacijske tehnologije (spojenih u PCI utore). ProConOS®
podržava najčešće korištene sustave distribuiranih periferija kao što su Interbus®, Profibus DP®, CANopen®, DeviceNet®, Modbus® i sl. Otvoreno U/I sučelje nadalje omogućuje vezu preko raznih korisničko-specifičnih periferija.
PCI kartice
Slika 4. Osnovni koncept ProConOS softverskog PLC-a
Slika 5. prikazuje funkcijski dijagram tipične implementacije ProConOS® softverskog PLC-a na standardnom računalu. Može se uočiti da svako računalo temeljeno na hardveru proizvođača Intel koje ima ugrađenu odgovarajuću fieldbus kraticu može raditi kao softverski PLC ako se na njega instalira ProConOS runtime® softver.
Okruženje za
programiranje
MultiprogProConOS OPC-Server
Razvoj i runtime
nadzorno upravljačke
aplikacije
ProVisIT
ProConOS SoftPLC runtime sustav
Fieldbus
U/I U/I U/I
U/I U/I
OPC podaci
Master na
sabirnici
Alat za
konfiguriranje
fieldbus mreže
Projektini podaci
(OPC podaci i PLC
upravljačke komande
Konfiguracijski podaci
fieldbus mreže
ProConOSSoftPLC runtime sustav
Primjena ProConOS: Svaki PC sa filedbus karticom može raditi kao SoftPLC
Slika 5. Primjer tipične implemetacije ProConOS softverskog PLC-a
Prednost ovog rješenja je u tome što se isto računalo može, osim za implementaciju softverskog PLC uređaja, koristi za ostale alate koji su obično potrebi za programiranje i rad PLC uređaja Na njemu se može nalaziti razvojno okruženje KW Multiprog® koje služi za razvoj i testiranje PLC programa. Jednako tako, isto
2 eng. Realtime - u stvarnom vremenu
1324 MIPRO 2014/CTS
računalo može se koristi za razvoj i runtime izvođenje nadzorno upravljačkih aplikacija u programskom okruženju ProVisIT® koje sa softverskim PLC-om razmjenjuje podatke putem ProConOS® OPC Servera. Odgovarajuća fieldbus kartica (za Profibus DP®, DeviceNet® i sl.) ugrađena u PCI utore računala se konfigurira u alatu za konfiguriranje pripadajuće filedbus mreže koji se također može nalaziti unutar istog računala.
Slika 6. Izgled osnovnog ekrana okruženja KW Multiprog
V. PRIMJENA PROCONOS U TISKARSKOM POSTROJENJU
A. Zahtjevi automatizacije tiskarskog postrojenja
Tiskarsko postrojenje Rotoman® za revijalni tisak je automat u koji kao sirovine ulaze papir i boja, a kao proizvod izlaze gotova tiskovina određenog tipa. U pogledu automatizacije možemo reći da se radi o kontinuiranom sustavu relativno velike brzine. Kapaciteti modernih postrojenja su od 30000 do 65000 primjeraka na sat što znači da se papirna traka prilikom tiskanja kreće brzinom od 8-15 m/s.
Slika 7. prikazuje blok shemu tiskarskog postrojenja koje se funkcionalno sastoji od sljedećih temeljnih cjelina:
- Opskrbljivač papirnom trakom (izmjenjivača rola) ima zadatak da osigura kontinuiranu opskrbu papirnom trakom tako da zamjeni istrošenu papirnu rolu novom bez zaustavljanja procesa. Dodatni zahtjevi su da se osigura varijabilna napetost papira kako bi se izbjeglo gužvanje.
- Tiskovne jedinice otiskuju sadržaj na papirnu traku i osiguravaju kvalitetu otiska koja se karakterizira kao precizan otisak pojedinačne boje (iz CYMK sustava komplementarnih boja) jedne preko druge. Osim primarnih postoje i niz sekundarnih zahtjeva kao što je opsluživanje prije tiska te zaštitni sustavi koji štite radni mehanizam od oštećenja, prilikom pucanja papira i sl., te zaštitu zdravlja i života osoblja.
- Sušara je dio postrojenja koji treba vrlo brzo osušiti boju nanesenu na papirnu traka te je isto tako brzo i kontrolirano ohladiti na izlazu. Toplinska energija se dobavlja gorenjem prirodnog plina. To podrazumijeva
vrlo rigorozne zaštitne sustave budući da se razvijaju temperature od 800 ºC, a instalirana toplinska snaga je reda veličine 1 MW.
- Jedinica za savijanje (formiranje) tiskovine je sustav kompleksnih radnih mehanizama čija je zadaća da savijaju i odsijecaju papirnu traku tvoreći tako uobičajnu tiskovinu. Ovi radni mehanizmi su zbog relativno velikih brzina i složenih zahtjeva podložni pojačanom trošenju što donosi zahtjev za preciznim određivanje njihovog položaja i stanja da bi se ukupan sustav osigurao od lomova.
Izmjenjivač rola Tiskovne jedinice za svaku boju Sušara Jedinica za savijanje tiskovine
Slika 7. Blok shema tiskarskog stroja Rotoman
Zahtjevi automatizacije ovise o pojedinom segmentu postrojenja i oni se osiguravaju parcijalno dok je globalni zahtjev da se papirna traka kreće sinkronom brzinom kroz sve elemente. Ovaj zahtjev osigurava sofisticirani sustav motornog pogona kod kojeg nije samo zahtjev da se pojedini motori vrte sinkronom brzinom nego i da se osigura identični kut radnog mehanizma (eng. Motion Control).
B. Sustav automatizacije tiskarskog postrojenja
Ako analiziramo navedene zahtjeva za automatizaciju tiskarskog postrojenja možemo kao primarne značajke primijetiti zahtjev za brzinu i preciznost te je logičan zaključak da se za ispunjenje istih primjeni sustav s više procesnih računala povezanih suvremenim industrijskim mrežama u procesnu cjelinu. Sustav automatizacije tiskarskog postrojenja Manroland Rotoman zadovoljava teorijske osnove modernih industrijskih mreža što se ogleda u strukturi umrežavanja na tri osnovne razine (Slika 8.).
Upravljačka razina se ostvaruje korištenjem standardne Ethernet mrežne infrastrukture koja spaja upravljačke konzole s procesnom razinom na jednoj strani te s radnom stanicom za organizaciju posla na drugoj. Ova razina omogućava implementaciju ukupnog postrojenja u informatički sustav poduzeća.
Procesna razina osigurava razmjenu podataka između bazičnih procesnih jedinica (izmjenjivač rola, tiskovne jedinice, sušara, jedinica savijanja i motorni pogon), a bazirana je na industrijskoj Ethernet mreži.
Razina polja zadužena je za procesnu sliku postrojenja. Ova razina izvedena je kao distribuirani sustav upravljanja svih aktuatora i senzora. Upotrijebljena je Interbus-S industrijska mreža s kojom se uspijeva osvježavati kompletna procesna slika brzinom od 500 kBd/s. Interbus-S je otvoreni industrijski mrežni standard koji je koncipiran kao serijski podatkovni prsten (eng. Summation Frame Protokol) koji radi isključivo u realnom vremenu u okviru master/slave metode kontrole prijenosa, a strukturiran je kao pozadinski posmični registar. Tijekom jednog mrežnog ciklusa serijski se isporučuju izlazni podaci članovima mreže ali se istovremeno od njih zaprimaju ulazni podaci.
MIPRO 2014/CTS 1325
Slika 8. Industrijska mreža tiskarskog postrojenja Rotoman
Na kraju ciklusa svi izlazni podaci su distribuirani a ulazni upisani u ulaznu mapu slike procesa Koristeći prstenastu strukturu moguće je ostvariti istovremenu predaju i zaprimanje podataka (full duplex) a predvidljivo vrijeme pristupa za sve članove mreže je zajamčeno. Za potrebe svojih postrojenja tvrtka Manroland je konstruirala vlastite Interbus-S® inteligentne mrežne članove specifičnih karakteristika (IPS-Interbus Press System).
Motorni pogon je dosta zahtjevan dio automatiziranog tiskarskog postrojenja i izveden je korištenjem suvremenog sustava SINAMICS, tvrtke Siemens. Osnovu motornog pogona čine pretvarači frekvencije serije SIMOTION D koji su istovremeno i pogoni za elektromotore i posebno dizajnirana procesna računala s vlastitim programom sposobnim za održavanjem virtualne osovine tiskarskog postrojenja. S ostatkom postrojenja komuniciraju Siemensovom varijantom industrijske Ethernet mreža (IRTE - Isocron Real Time Ethernet), a međusobno sustavom Drive-CLiQ.
C. SoftPLC rješenje modernizacije sustava
Razvoj tiskarskih strojeva u segmentima automatizacije je brži nego u području bazične mehanike radnih mehanizama što je logično gledajući tempo razvoja elektroničke industrije. Mnoga rješenja u segmentu automatizacije zastarijevaju s obzirom na performanse, ali i zbog prestanka proizvodnje i podrške osnovnih elemenata sustava automatizacije. Takav slučaj je i kod opisanog tiskarskog postrojenja čija je prethodna generacija bila automatizirana na bazi Siemensove PLC generacije Simatic Step 5® integriranih u VMEbus sustav sa Motorola 68000 CPU jedinicom, te Phonix Interbus S® kontrolerom distribuirane periferije (slika 9.). Programsko rješenje sastojalo se od dva segmenta. Prvi program upravljao je s negrafički procesnim elementima dok je drugi bio zadužen za procese grafičke obrade i sadržavao je relativne brze algoritme bazirane na matematičkim operacijama. Ovakva konfiguracija osiguravala je fleksibilna i napredna rješenje ali je
problem nastao kad je obustavljana proizvodnja većine elementa.
Slika 9. Koncept procesnog računala UC-1 bazirano na VMEbus
sustavu
Kako bi se zadržao kontinuitet u razvojnoj strategiji i smanjio budući utjecaj gore navedenih trendova kompanija je odlučila novu generaciju tiskarskih postrojenja automatizirati takozvanim custom rješenjima. Koristeći se pozitivnim efektima takvog pristupa pri razvoju vlastitih Interbus-S® modula odlučeno je da će se napraviti vlastito procesno računalo bazirano na otvorenom standardu. Rezultat toga je bio procesno računalo bazirano na SoftPLC rješenju ProConOS® nazvano UnitControler UC-101® (Slika 10.).
UC-101 je procesno računalo sklopovski koncipirano na Power PC 5200 arhitekturi tvrtke Freescale® (Slika 11.). Kao realtime operativni sustav izabran je Linux kao još jedan element otvorenog koda. Ulazno-izlazni signali se kontroliraju preko Interbus-S® modula kao distribuirane periferije i stoga je u računalu integriran nadređeni Interbus-S član (master). Računalo je smješteno u standardizirano kućište podešeno za montažu uz ostale IPS module.
1326 MIPRO 2014/CTS
Slika 10. Koncept procesno računalo UC-101 bazirano na custom
SoftPLC sustavu
Programska oprema (software) uključuje Xenomai/Linux kao operativni sustav, ProConOS® kao SoftPLC, KW Multiprog® kao razvojno okruženje te Phoenix Interbus CMD program za konfiguriranje i dijagnostiku industrijske mreže.
Slika 11. Procesno računalo tiskarskog postrojenja UC-101
Pozitivni učinci primjene opisane tehnologije u prvom redu su, zahvaljujući konceptu distribuirane periferije, ne mijenjane osnovnog koncepta automatizacije stroja. U pogledu sklopovske implementacije dovoljna je samo zamjena procesnih računala što ne zahtijeva velike troškove redizajna sklopovske opreme. Ova činjenica ima veliki značaj kod rekonstrukcije i modernizacije postojećih tiskarskih
postrojenje kada je uz cijenu vrlo bitno i vrijeme izvršenja radova.
VI. ZAKLJUČAK
SoftPLC rješenje tvrtke KW Software prikazano u radu je nazvano ProConOS® (Programmable Controller Operating System) jer predstavlja programsko bazirani PLC sustav koji se može implementirati na nizu standardnih ili specijalnih hardverskih platformi. Posebnost ovog rješenja je u tome da korisnik može neovisno o proizvođaču softvera odabrati hardver koji će pretvoriti u softverski PLC uređaj. Korisniku su, uz softverski PLC, na istoj platformi također dostupni ostali programski alati: KW Multiprog® za programiranje, ProVisIT® za izradu nadzorno-upravljačke aplikacije, softver za konfiguriranje i dijagnostiku korištene industrijske mreže, itd. U prikazanom tiskarskom postrojenju je zastarjeli PLC sustav Simatic Step 5 zamijenjen softverskom PLC aplikacijom ProConOS implementiranoj na procesnom računalu sklopovske arhitekture Power PC 5200® firme Freescale. Kao realtime operativni sustav izabran je Linux dok se ulazno-izlazni signali kontroliraju preko Interbus-S modula kao distribuirane periferije.
LITERATURA
[1] ***: ProConOS Manual (English release 3.3), KW Software GmbH, Lageschestr. 32D - 32657 Lemgo, Mai 2003
[2] ***. SoftPLC Quick start guide, KW Software GmbH,
Lageschestr. 32D - 32657 Lemgo, July 2003
[3] ***. ProConOS 3.3 WinRT Manual, KW Software GmbH,
Lageschestr. 32D - 32657 Lemgo, February 2006
[4] ***. Operating Instructions UC100/101, manroland AG, Stadbachstrasse 1, Augsburg, Decembar 2006
[5] ***. PECOM Service manual, UC1-Hardware, manroland AG,
Stadbachstrasse 1, Augsburg,
[6] ***. Configuring and installing Interbus, User manual, Phoenix Contact, November 2001
[7] Klöpper und Wiege Software GmbH, Michael Petig, Bernd
Wüstenbecker: PC-based programmable logic controllers, Real-Time Magazine 97-4
[8] Teemu Tommila, Juhani Hirvonen, Lauri Jaakkola, Jyrki
Peltoniemi, Jukka Peltola, Seppo Sierla & Kari Koskinen: Next generation of industrial automation - Concepts and architecture of
a component-based control system, VTT Industrial Systems & Helsinki University of Technology, 2005.
[9] ***. ABB: IEC 61131 Control Languages – Introduction, 3BSE 021 358 R201 Rev B, October 2001.
MIPRO 2014/CTS 1327
1328 MIPRO 2014/CTS