Možnosti individualizace průmyslových počítačů BECKHOFF

Možnosti individualizace průmyslových počítačů BECKHOFF

Beckhoff jakožto jeden z největších výrobců průmyslových počítačů (Industrial PCs – IPCs) na světě nabízí velmi široké portfolio s nejrůznějšími produktovými řadami průmyslových počítačů. Celé řízení společnosti Beckhoff je založeno na PC platformě, tedy kombinaci hardwaru (IPC) a softwaru (TwinCAT). Tato kombinace udává směr vývoje průmyslových počítačů společnosti Beckhoff. Ty jsou primárně vyvinuty a určeny pro provoz hard real-time softwarového řízení TwinCAT. To přináší svá specifika; kromě toho, že mluvíme o průmyslových počítačích, tedy počítačích určených pro provoz v průmyslovém prostředí, kde je potřeba zajistit zvýšenou odolnost a dlouhodobou životnost atd., je také nutné zajistit real-time chod IPCs. Náležitý chod real-time musí být zajištěn správným výběrem na straně hardwaru s případnou úpravou komponent a upraveným softwarem.

Vývoj IPC probíhá kompletně v Německu a má široký záběr. Softwarové oddělení pokrývá vývoj od BIOSu přes úpravu operačních systémů až po vlastní programy a aplikace. Záběr hardwarových oddělení postupuje od vývoje vlastních základních desek až ke konstrukci samotných IPCs.

Díky vlastnímu rozsáhlému vývoji v oblasti IPC je možné kromě standardních produktů vyvíjet a vyrábět i zcela odlišné produkty mimo klasickou nabídku nebo jen modifikovat standardní produkt dle konkrétních požadavků zákazníka. Takovýmto provedením říkáme zákaznická a více rozebrána budou v následujících částech článku.

Nejprve je však nutné si uvědomit, že i produkty v rámci standardní nabídky lze v široké míře konfigurovat a upravovat pomocí takzvaných options (doplňující či nahrazující položky počítače) tak, aby splnily požadavky většiny aplikací a byly tak optimálním řešením. Aby bylo zřejmé, co vše je možné získat navíc díky zákaznickému provedení oproti standardnímu řešení, je nejprve nutné znát standardní nabídku se všemi možnostmi včetně charakteristiky.

Portfolio průmyslových počítačů společnosti Beckhoff je dáno čtyřmi základními produktovými větvemi: Embedded PC, PC, Panel PC a Control Panel.

Embedded PC (EPC)

Embedded PC jsou charakterizovány svým provedením. Tyto počítače jsou určeny pro montáž na lištu DIN a mají integrované rozhraní pro I/O terminály. Jednotlivé produktové řady nabízejí široký výkonový rozsah, proto se od sebe dost odlišují a není možné je jednoduše sumarizovat. Hardwarová konfigurace těchto PC je ve většině případů pevně dána svým označením. Toto označení udává výkon hardwaru a softwarovou specifikaci. EPC není možné konfigurovat jako PC, jejich modifikace je dána zejména možností umístit nejrůznější dodatečná komunikační rozhraní na EPC. Změna výkonové části hardwaru je možná pouze u vyšších a výkonnějších produktových řad, ty pak umožňují větší variabilitu. Nejvyšší výkonové řady pak nabídnou daleko rozsáhlejší možnosti rozšíření. Díky vytaženým PCIe, USB a SATA linkám jsou tyto EPC modulární a dají se rozšířit o Beckhoff moduly. Ty umožňují rozšíření o další komunikační rozhraní, audio rozhraní a rozhraní pro využití více paměťových médií.

PC

PC, tedy skříňové počítače, jsou určeny pro montáž do rozváděče. Tyto PC jsou vždy brány jako počítačové sestavy. Pod jejich standardním označením se ukrývá jen fyzické provedení skříně (kompaktní, rackové, serverové atd.) počítače a generace daného počítače, tedy generace použitých hardwarových komponent. Není zde tedy zcela jasná korelace mezi označením PC a jeho nakonfigurovanou hardwarovou sestavou jako v případě Embedded PC. Proto se mohou pod tímto označením ukrývat zcela odlišné hardwarové sestavy. PC vždy vychází ze základní konfigurace; tato konfigurace se mění na základě zvolených options při objednání. PC jsou díky tomu výkonově velmi variabilní a umožňují zákazníkovi vytvořit nejrůznější výkonové kombinace na základě vlastních potřeb. U výkonnějších řad, zejména u ATX a serverových řad, je možné využít i nejrůznějších PCI a PCIe slotů pro připojení rozšiřujících karet.

Control Panel

Control Panely jsou zobrazovací zařízení HMI, která nemají žádný výpočetní výkon. Kromě obrazu přenášejí Control Panely často i dotyk či data. Panely se dělí dle několika základních rozdělovníků:

  1. podle použité dotykové technologie: singletouch – odporové nebo multitouch – kapacitní;
  2. podle montáže a umístění: panely na nohu nebo panely do rozváděče;
  3. podle provedení rámu panelu: hliníkové nebo nerezové.

Standardní panely lze uzpůsobit a rozšířit o USB porty, montážní adaptéry nebo zvolit provedení panelu na šířku nebo na výšku.

Panel PC

Panelové PC jsou kombinací výše zmíněných. Jde o využití technologie Control Panelu v kombinaci s využitím technologií použitých v Embedded PC a PC.

Zákaznická provedení Embedded PC a PC

Zákaznická provedení Beckhoff EPC a PC primárně vycházejí ze standardních provedení. Mohou zde ale být provedeny nejrůznější úpravy podle potřeb a zadání zákazníka. Tyto úpravy se mohou týkat softwaru i hardwaru.

Úprava softwaru může být vykonána na mnoha úrovních. Na nejnižší úrovni můžeme zmínit úpravy firmwaru, kde jde nejčastěji o změny BIOSu, jako příklad lze uvést změnu bootloaderu. Do vyšší úrovně zařazujeme úpravy operačních systémů, nastavení systémů, doinstalování programů atd. Do nejvyšší úrovně pak řadíme vývoj programů samotných.

U úprav hardwaru mluvíme o změně výkonových komponentů počítače, základní fyzické provedení skříně zůstává stejné. Může zde být použita upravená nebo zcela nově vyvinutá základní deska využívající nestandardní chipsety, mohou být zvoleny nestandardní komponenty, např. procesory nesplňující real-time chod apod. To využívají zejména zákazníci, kteří odebírají pouze Beckhoff IPC bez softwaru a řízení TwinCAT.

Změny skříně PC a EPC jsou spíše jen kosmetického charakteru, např. zákaznická loga, změny barev či vlastní výrobní štítek.

Samostatnou kapitolou jsou pak IPC od společnosti Embedded Solution (dceřiná společnost značky Beckhoff). Ta se zabývá výrobou IPC kompletně na míru. Rozšiřuje tedy sortiment IPC mimo možnosti nabídky Beckhoff.

Zákaznická provedení Panel PC a Control Panel

Kromě úprav hardwaru a softwaru, které platí jak pro Panel PC, tak i pro Embedded PC a PC zmíněné v předchozím odstavci, jsou panely zvláštní kategorií. Panely jakožto ovládací prvek jsou nejvíce na očích a jsou zásadní z pohledu užívání stroje. To znamená, že i jejich individualizace je daleko žádanější, a proto také častější. Úpravy zákaznických panelů můžeme rozdělit do několika úrovní podle rozsahu změn.

U základní úrovně individualizace se vychází ze standardního provedení rámu Beckhoff panelů. Do této úrovně patří například odstranění loga Beckhoff, přidání vlastního loga, doplnění fyzických tlačítek, přepínačů a klíčků nebo možnost základního potisku tlačítek atd.

Pokročilejší úroveň nabízí navíc konfiguraci USB portů na přední straně panelu, základní enkodér využívající Grayův kód, RFID čtečku nebo rozšířené možnosti tlačítek a přepínačů se speciálním potiskem dle vektorové grafiky zákazníka a větší možnosti pro montáž a uchycení panelů.

Vyšší úroveň individualizace nabídne možnost upravit tvar samotného hliníkového či nerezového rámu, změnit rozměry rámu, vyfrézovat logo přímo do rámu panelu, foliovat přední stranu panelu designem zákazníka a také možnost použít mnohem pokročilejší ovládací prvky, např. potenciometr, joystick, enkodéry, RFID zámky a mnoho druhů tlačítek a přepínačů.

V nejvyšší úrovni modifikace panelů se jedná o vytvoření zcela nového produktu, který je vyroben přímo na míru podle konkrétních požadavků zákazníka. Neexistují zde prakticky žádná omezení. Pokud je fyzicky možné panel vyrobit, Beckhoff ho vyrobí.

cp3921 1076 0010 2880x1620

Všechny zákaznické IPC jsou podmíněny odebráním určitého počtu kusů podle úrovně provedených změn, kromě nejnižší úrovně individualizace panelů, kterou je možné objednat již od jednoho kusu. Zákaznická provedení se vytvářejí na základě dohod a smluv, proto tato provedení nejsou volně šiřitelná. Z tohoto důvodu se jejich objednací čísla a specifikace veřejně nepublikují a neinzerují. Některé zákaznické IPC se ani neliší od standardní Beckhoff nabídky, mají pouze vytvořenu konkrétní sestavu, která má vlastní objednací číslo; takováto sestava je potom brána jako standard dané firmy pro firmu samotnou i její dodavatele.

V tomto článku nebyly zdaleka zachyceny všechny možnosti konfigurace standardních řešení ani zákaznických provedení. Článek měl za úkol alespoň zhruba nastínit rozsah nabídky a možnosti Beckhoff IPC.

Beckhoff: New Automation Technology

Beckhoff implementuje otevrené automatizacní systémy založené na technologii PC. Sortiment výrobku: Prumyslová PC, inteligentní svorky I/O a komponenty prumyslových sbernic, technologie pohonu a automatizacní software. Filozofie spolecnsoti Beckhoff "New Automation Technology" znamená univerzální a otevrené rídicí systémy a rešení pro automatizaci, které se používají na celém svete v nejruznejších aplikacích, od CNC obrábecích stroju až po inteligentní automatizaci budov.

 

https://www.beckhoff.com/cz/