Мобилни операторски станции

АвтоматизацияСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 8, 2007

Мобилни операторски станции
 

Улесняват управлението на производствени процеси в индустрията

 

Всеки инженер по КИП и А знае колко важно е да разполага с точна информация във възможно най-кратък период от възникването на дадено събитие, за да може да предприеме действия, гарантиращи надеждно и безопасно протичане на производствените процеси. Необходимостта от своевременна информация е особено важна за инженерите, носещи отговорността да осигурят безпроблемното изпълнение на технологичните процеси в отделни производства или на ниво завод. А проблемните ситуации, при които дежурните инженери се колебаят какво действие да предприемат, сякаш като правило обикновено възникват точно когато началникът на отдел автоматизация се намира на километри от централната диспечерска зала - в някой отдалечен цех на индустриалното предприятие.

За предишното поколение инженери по КИП и А описаната случка наистина би могла да доведе най-малкото до сериозно изнервяне на работната обстановка. Развитието на безжичните комуникационни технологии в индустриалната автоматизация, обаче, направиха възможно изнасянето на операторските станции на полево ниво, което допреди няколко години бе немислимо. Днес, важен елемент от структурите на платформите за индустриална автоматизация на водещите компании в областта са т.нар. мобилни операторски станции. И описаната хипотетична случка не би се превърнала в кризисна ситуация, тъй като началникът на КИП и А цеха би разполагал с цялата текуща информация за процеса, дори и отдалечен на километри от централна диспечерска зала.

Представляват мощни, многофункционални устройства

Независимо от факта, че различните производители ги наричат по различен начин, мобилните операторски станции заемат все по-голяма приложна област в индустриалната автоматизация. Наглед не се различават съществено от завладелите пазара на битова електроника персонални цифрови асистенти. Направени пазарни проучвания сочат, че използването им във функцията на човеко-машинен интерфейс в областта на индустрията ще бележи все по-голям пазарен ръст. Специално разработените за индустриално приложение цифрови асистенти представляват мощни, многофункционални устройства. Безспорно, те все още не могат изцяло да заместят стационарните операторски станции, но функциите, за които не могат да бъдат конфигурирани, стават все по-малко. Двигател за все по-широкото им използване са големите им графични възможности. Разработените софтуерни пакети дават възможност за използване на персоналните цифрови асистенти във почти всяко индустриално приложение, давайки свобода в движението на инженерите по автоматизация из цялата територия на завода. Значителна част от предлаганите HMI (Human Machine Interface) системи, могат да се приспособят за работа с мобилни операторски станции. Развитието на персоналните цифрови асистенти в посока използването им като мобилни операторски станции е в три основни направления - хардуер, софтуер и поддръжка.

Windows или Palm базирани хенд-хелд устройства

Два са основните типа хенд-хелд устройства, използвани във функцията на човеко-машинен интерфейс в индустриалната автоматизация и управлението на процеси - базирани на Microsoft Windows операционни системи, например PocketPC и Palm базирани операционни системи. Двата типа устройства предлагат сходни графични възможности, памети и процесорни скорости. И Windows, и Palm базираните мобилни операторски станции са подходящи за широк обхват от приложения. Очевидно, софтуерните пакети, които се зареждат върху единия тип устройства, са неподходящи за другия тип. Въпреки това, някои разработчици на софтуер за такива устройства предлагат версии на продукти и за двата типа. Все пак, дори и тези пакети са по-скоро ориентирани към устройства с Windows или Palm базирани операционни системи. Важно е да се отбележи, че колкото и да са мощни в хардуерно отношение, силата и предназначението на хенд-хелд устройствата, които изпълняват функциите на мобилни операторски станции, е да комуникират с други устройства и системи. Съществува широко разнообразие от комуникационни методи, които се използват при мобилните операторски станции. Изборът им, съвсем логично, зависи от комплекс фактори, първостепенна роля сред които има естеството на приложението.

Софтуерният пакет зависи от автоматиза-ционната платформа

Софтуерните пакети, които превръщат персоналните цифрови асистенти в мобилни операторски станции, също са два основни типа. Редица мобилни станции работят със софтуер, който реално се зарежда върху хенд-хелд устройството. При други модели пакет от функции са качени върху терминал, свързан с хенд-хелд устройството, и се визуализират на него. Конфигурирането на терминала позволява на потребителя да наблюдава изпълнението на програмата върху сървър от мобилната операторска станция. В този случай приложението работи дистанционно, за разлика от безжичните решения, които функционират като самостоятелни системи, и софтуерът е зареден директно върху мобилната операторска станция. И двата подхода се използват широко в сферата на индустриалната автоматизация, въпреки че всеки от тях се характеризира с различни възможности. Върху избора на HMI софтуер влияят различни фактори. Не бива да се забравя, че мобилните станции са просто елемент от цялостните системи за управление на процеси и като такива софтуерните пакети се разработват в съответствие с платформата за индустриална автоматизация на конкретната компания.

Сигурност на комуника-цията със системата

Успешното използване на хенд-хелд устройства във функцията на мобилни операторски станции е свързано и с отчитане на много повече фактори от хардуера и софтуера. Сред тях от първостепенно значение е въпросът със сигурността. Причина за безпокойството на редица представители на инженерната общност е опасността от неоторизирани намеси в комуникацията между станцията и автоматизираната система. Въпросът със сигурността е особено важен, когато мобилната операторска станция се използва като елемент от системи за управление в промишлени предприятия, предвид опасните последствия от евентуална хакерска намеса. Както при всички безжични технологии в индустрията, компаниите производители на мобилни операторски станции обръщат голямо внимание на сигурността им на работа, залагайки на различни технологии, гарантиращи сигурността на комуникация на операторската станция със свързаните към нея устройства и системи. Важна роля за осигуряване сигурност в комуникацията има и IT отделът на съответното предприятие.

Друг важен фактор, който следва да се отчете при закупуването на мобилна операторска станция, е здравината й, предвид изискванията за сигурна работа в индустриални условия, често съпроводени с отделянето на прах, вибрации, вредни вещества. Сред въпросите, на които е задължително да се отговори и то достатъчно отговорно, преди превръщането на мобилната станция в част от цялостната концепция за управление на процеса, е какви са

Изискванията по отноше-ние на надеждността й

на работа. Също така, е важно да се отчете какви функции ще изпълнява мобилната операторска станция - мониторингови и/или управляващи. Какви възможности за обработка на информацията за процеса ще предлага станцията? Какъв е управляваният процес? Какви права на достъп до информацията и въздействията върху процеса могат да бъдат делегирани?

Ефективното приложение на мобилните операторски станции зависи и от друг важен фактор - какви са изискванията по отношение покритието на сигнала, с който хенд-хелд устройството ще си комуникира с други устройства и автоматизираната система. Пълно покритие в рамките на целия завод често е нереалистично, а в много случаи и нежелателно. Обикновено на територията на завода се създават няколко точки на достъп, в които покритието на сигнала е добро и съответно комуникацията на операторската станция със системата - оптимална. Необходимо е, също така, да се оцени какви неприятности би могла да предизвика евентуалната загуба на сигнала. Както и по-какъв начин това би могло да се предотврати.

Има бариери пред усложняването на визуализацията

Не на последно място стои въпросът с човешкия фактор. Направени изследвания показват, че човек трудно концентрира вниманието си върху седем елемента от един екран. Допълнително утежняващ фактор са малките габарити на екрана, с който разполагат мобилните операторски станции. На практика това означава, че дори и да няма технически бариери пред усъвършенстването и усложняването на визуализацията, те следва да бъдат съобразени с човешките възможности.

Технологичните тенденции в развитието на мобилните операторски станции са свързани с отпадането на все повече ограничения, свързани с използване на персоналните цифрови асистенти във функцията на HMI системи. Непрекъснатото техническо усъвършенстване на възможностите за визуализация и обработка на мобилните станции ги превръщат в необходим елемент от системите за управление.

Инфрачервена комуникация

В голяма степен изборът на комуникационна технология зависи от спецификите на приложението. Съществува широко разнообразие от методи за обмен на информация между мобилната операторска станция и системата - някои широко използвани, други тепърва навлизащи, а трети - определяни от редица специалисти като проблемни.

Сред най-често прилаганите е инфрачервената технология. Основно предимство на метода е ниската му цена. Използването на инфрачервената комуникационна технология в сферата на индустриалната автоматизация е свързано с редица ограничения. На първо място, следва да се има предвид, че технологията се влияе от замърсеността на работната среда, което ограничава използването й в голям брой промишлени приложения. Инфрачервената комуникационна технология успешно се използва в чисти стаи, например, където възможностите за интерференция на сигнала са ограничени. Съвременните Windows-базирани операционни системи автоматично разпознават вградените в полевите устройства инфрачервени портове. Инфрачервената технология позволява комуникация между две устройства, отдалечени на разстояние от 1 до около 3 метра.

IEEE 802.11 и Bluetooth комуникационни технологии

Комуникационният обмен на мобилните операторски станции с други устройства и системи често се базира на стандартите - IEEE 802.11 и Bluetooth. Еднозначна съпоставка между възможностите, които предлагат комуникационните технологии, базирани на двата стандарта, е трудно да се направи. Все пак, с известно приближение се счита, че Bluetooth има по-ограничен обхват, когато се използва като комуникационна технология за мобилни операторски станции. Най-новите версии на стандарта IEEE 802.11 g и i пък гарантират по-висока степен на сигурност в комуникацията, в сравнение с по-старата версия IEEE 802.11b. Стандартът IEEE 802.11 е Ethernet безжична технология, която предлага хардуерна и софтуерна поддръжка от компоненти с различни търговски марки. В протокола на стандарта Bluetooth пък има вградена система за разпознаване, благодарение на която, ако две Bluetooth устройства се намират на близко разстояние едно от друго, те автоматично започват да комуникират помежду си. В много индустриални области, например автомобилостроенето, стандартът Bluetooth се използва широко.

За приложения, в които се изисква обмен на информация между устройства, намиращи се на големи разстояния, се използват клетъчни комуникационни технологии. В интерес на обективността би следвало да се посочи, че с изброените стандарти, технологиите, на базата на които мобилните операторски станции комуникират със системата, далеч не се изчерпват.

Имат широка област на приложение

Въпреки че по света мобилните операторски станции вече намират сериозно приложение в различни индустриални предприятия, у нас персоналните цифрови асистенти все още са обект на употреба основно за бизнес цели. Представителствата на водещи компании в областта на индустриалната автоматизация вече предлагат мобилни операторски станции у нас. В страните от Западна Европа сред най-широко използваните области на приложение на мобилните операторски станции са пречиствателните станции. Типичен пример е приложението на хенд-хелд устройство за мониторинг на всички контролирани параметри на десетки помпени станции, обхванати от обща система за управление. Във възможностите на мобилната операторска станция е да визуализира в различен формат текущите стойности на контролираните величини, историята им във времето, да алармира при определени събития. Допълнително, от мобилната операторска станция може да се проследи информацията за броя на пусканията и спиранията на помпите, броя на работните часове за определен период, консумацията на енергия и др.

Друго подобно приложение на мобилните операторски станции е използването им за дистанционно програмиране, контрол и поддръжка на автоматизирани водоснабдителни системи, разположени на много голяма площ. Мобилните операторски станции са полезен и важен елемент от автоматизираните платформи, управляващи процесите и в петрохимическата промишленост. Успешно се използват също така в мониторингови системи, следящи нивата на запълване на канали. Изброените примери отразяват само много малка част от възможностите за приложение на мобилните операторски станции.




ЕКСКЛУЗИВНО

Top