Na stažení

Transkript

Na stažení

17
Te c h n o l o g i c k ý
magazín
společnosti
Automation IT
Příspěvek hosta: Prof. Dr. Steusloff
Automatizační technika – Informační technika ve službách lidstva
Řešení se jmenuje „Switch“
HA R T ING
t e c . N e w s 17 : Ú v o d n í č l á n e k
2
harting tec.News 17 (2009)
Philip Harting
Harmonický trojzvuk – crescendo!
Vzájemně sladěná systémová řešení a učící se podniky určují budoucnost
Podniky technologické skupiny HARTING jsou vzájemně sladěny stejně, jako musí být sladěny jednotlivé nástroje
symfonického orchestru. Pro zajištění svého výkonu, který jim přináší a zajišťuje úspěch (a v případě společnosti
HARTING celosvětový úspěch), se musí stát učícími se systémy.
Existuje množství dobrých důvodů, proč se velká „hudební tělesa“, jako Berlínští symfonici nebo Londýnský symfonický orchestr, mohla po desetiletí udržet
v hudební špičce: jsou to na jedné straně vynikající
hudebníci, nejlepší dirigenti, vybrané programy a detailní sladění spoluhráčů. A na druhé straně to, že se
tyto orchestry ze všech svých zkušeností stále učí a
průběžně se dále rozvíjejí.
Jejich harmonie tak není nic jiného než výsledek dlouhého vývoje, během kterého se sladění detailů stále
více upřesňuje. Cílem musí být, aby změna určitého
prvku na libovolném místě způsobila i změnu v celém
systému a naopak. Takový systém je funkční na nejvyšší úrovni, protože jeho úspěch je úspěchem všech
jeho součástí. Všichni mají prospěch z úspěchu všech
ostatních. Podnik na vysoké technologické úrovni jako
HARTING nefunguje jinak. Jinými slovy, kreativita není
výsledkem chaosu, ale výsledkem dokonalé organizace a učícího se systému, který chce být stále lepší, a
proto je stále lepší.
Technologické podniky jsou dnes činné v rychle se
měnícím prostředí, jehož dynamiku samy ještě zvyšují:
prostřednictvím nových řešení, nových aplikací, nových
postupů a technologií. Podniky HARTING se přitom ke
svým klíčovým kompetencím intenzivně učí novým a
stále a logicky rozšiřují své portfolio. Jsou tak i průkop-
níky vývoje, na který rychle a kompetentně reagují. Vědomostní a kompetenční růst však není žádný lineární
proces, nýbrž sleduje logickou a současně komplexní
učební křivku. S každým novým řešením, vyvinutým
ve firmě HARTING, roste kompetence celého podniku.
Každá nová aplikace, každý nový požadavek, který je
zvládnut, každý nový vytyčený směr totiž spouští nový
vývoj, iniciuje nápady a konečně návrhy řešení v jiných
oblastech aplikací, které společností HARTING rovněž
intenzivně sleduje.
To společnost HARTING dodnes nejen úspěšně realizovala, nýbrž dovedla na takovou kompetenční úroveň,
se kterou lze zajistit velmi komplexní požadavky zákazníků. Zákazníci společnosti HARTING přicházejí dnes
z celé výrobní oblasti řemeslné činnosti, ze strojírenství
a v neposlední řadě z dopravy, lékařství a energetiky.
Společnost HARTING je přitom činná v celém spektru
výrobních technologií: komunikační, spojovací a výrobní technika jsou navzájem úzce propojeny a vzájemně
sladěny. Vytvářejí nejen harmonický trojzvuk, pokud je
možno ještě jednou použít hudební vyjádření. Neboť
to, co je v hudbě harmonický sled tónů, je v technologii
přesně vzájemně sladěná organizace podniku.
Koncepce technologické skupiny HARTING mají jak
do budoucnosti zaměřený charakter, tak i pragmatický základ. Navrhujeme nejen na míru přesná řešení
3
t e c . N e w s 17 : Ú v o d n í č l á n e k
pro jednotlivé zákazníky, víme také, jak je realizovat
(a pokud to nyní ještě nevíme, pak najdeme řešení).
A to, co se na jednom případě naučíme, přinese nám
úspěch u jiného.
Technologickým základem tohoto úspěchu jsou kompetence ve spojovací technice spojené s komunikační a
řídicí technikou a podložené kompetencemi ve výrobní
technice a výrobě nářadí. Signalizace, komunikace a
distribuce energií jsou společností HARTING zajišťovány pomocí stejného systému, takže sladění jednotlivých
komponent lze snadno zaručit. Náročnost kabeláže a
propojení lze minimalizovat stejně, jako potřebu místa
pro komponenty a nároky na montáž a servis. K tomu
přistupuje značně nenáročná obsluha a servis.
Nic z toho by nebylo možné bez integrované struktury
podniku, bez společné platformy, která činí výměnu
informací a zkušeností stejně samozřejmou jako neustálé změny. To nazýváme plným právem jako podnikový trojzvuk, který se – podobně jako „crescendo“ v
hudbě – stále zesiluje.
06
10
16
22
18
26
30
35
37
40
42
44
46
49
50
54
56
58
60
64
66
70
72
4
75
t e c . N e w s 17 : O b s a h
Obsah
Úvodní článek: Harmonický trojzvuk –
crescendo! _02
Příspěvek hosta – Automatizační technika _06
Vítězná hra _78
Kalendář veletrhů HARTING _79
Profesionální vysílání
HARTING Technology Group
Odolný proti povětrnostním vlivům _22
Globální standard v zásobování energií _35
Řešení je vždy konkrétní _40
Odvážný nový televizní svět _16
Žádné jasnovidectví _50
Světla ramp _42
Networking –
PICMG stanovuje otevřené standardy rozhraní _56
Aplikace bez skříně _49
Automation IT
Řešení se jmenuje „Switch“ _10
Dodavatelé _60
Testy zrychlují _64
Mobilní zprávy _26
Odolné proti nárazu _30
Kaleidoskop
Král ringu _46
Nová detekce kazu _44
www.messstrassenbahn.de _58
Vědomosti jsou dobré,
přesnější znalosti jsou lepší _66
Větrná energie
Světelné majáky _18
Nová energie pro zemi s vysokou spotřebou _37
Bezpečné konektory _54
Dobrou chuť! _70
Speciální výtahy na stavbách _72
Energetika v Indii _75
Údaje o publikaci.
Vydal: HARTING KGaA, M. Harting, P.O. Box 1133, 32325 Espelkamp (Německo), telefon +49 5772 47-0, fax: +49 5772 47-400, Internet: www.HARTING.com
Šéfredaktor: A. Bentfeld | Zástupce šéfredaktora: Dr. H. Peuler | Celková koordinace: Oddělení pro komunikaci a styk s veřejností, A. Bentfeld
Design a grafická úprava: Contrapunkt Visuelle Kommunikation GmbH, Berlín | Výroba a tisk: Druckerei Meyer GmbH, Osnabrück
Náklad: celosvětově 30 000 výtisků (němčina, angličtina a 11 dalších jazyků)
Zdroj: Pokud máte zájem o pravidelné bezplatné zasílání tohoto magazínu, kontaktujte nejbližší pobočku společnosti HARTING, prodejce společnosti HARTING
nebo jednoho z lokálních distributorů společnosti HARTING. Můžete si také objednat tec.News on-line na www.HARTING.com.
Přetisk: Kompletní přetisk a citace z příspěvků jsou možné jen se souhlasem editora. To platí i pro zadávání do elektronických databází a reprodukování na elektronických médiích (např. CD-ROM a Internet).
Veškerá použitá označení produktů jsou obchodní známky nebo názvy produktů patřící společnosti HARTING KGaA nebo jiným firmám.
I přes pečlivou redakční práci není možné zcela vyloučit tiskové chyby nebo změny specifikací produktů, provedené v krátkých lhůtách. Z tohoto důvodu je společnost HARTING KGaA vázána pouze podrobnostmi v příslušném katalogu. Vytištěno ekologickým způsobem na papíře běleném zcela bez chlóru a s vysokým
podílem recyklovaného papíru.
© 2009 HARTING KGaA, Espelkamp. Všechna práva vyhrazena.
pokud zde nejsou pojmy z hlediska rodu uvedeny neutrálně, platí samozřejmě výslovně nejmenovaný rod za zohledněný a oslovený.
5
t e c . N e w s 17 : P ř í s p ě v e k h o s t a
Prof. Dr. Hartwig Steusloff
Automatizační technika
Informační technika ve službách lidstva
S tím parním strojem to bylo k zlosti: jakmile se přiložilo pod kotel, začal běžet rychleji. Když se ale pomocí řemenu
přidal další soustruh, parní stroj zpomalil a s ním všechny připojené výrobní stroje. Již v 19. století pak Jamese
Watta napadla myšlenka přestavit otáčky parního ventilu mechanicky pomocí snímače odstředivé síly tak, aby
i přes kolísavé zatížení zůstaly alespoň částečně konstantní (obrázek 1. James Watt použil princip známý již ve
starověku – zpětnovazební regulaci – kdy čidlo (odstředivé závaží) ovlivňuje v požadovaném smyslu prostřednictvím ovládacího systému (páka a ventil)technický proces (proud páry pohybuje pístem).
Zpracování informací
Již tehdy tedy docházelo ke zpracování informací! Ve
zpětnovazebním systému se z údajů čidla získavají informace o jeho stavu a používají se tak, aby vhodnými
zásahy byla dosažena a zachována předem definovaná cílová funkce. Dnešní komplexní automatizační
systémy pracují stejně, i když s pomocí elektroniky a
výpočetní techniky. Tyto systémy jsou tolik komplexní
právě proto, protože využíváme současně velké množství propojených regulačních obvodů, abychom dokázali splnit dramaticky vzrůstající požadavky na schopnost práce v reálném čase, bezpečnost a přesnost při
dosahování resp. udržování cílových funkcí i v případě
výskytu jakýchkoli závad. Přitom musí být zajištěno,
aby systémy jako celek zůstaly funkční.
6
Jak ale souvisejí informace, cíle a zásahy? Obrázek
2 ukazuje, že z dat se prostřednictvím správně definovaných kontextů získávají informace, a ty se – po
zařazení do systému – mění na vědomosti, které jako
kompetence se stanoveným cílem spouštějí zásahy,
jakmile je to zapotřebí. Zpětnovazební obvod se účinky
zásahů vyvolaných změnou dat zapojuje do okolního
systému.
V automatizačních systémech se využívá každá z kategorií uvedených na obrázku 2. Zejména vědomosti
(informace) musí v podobě dynamických modelů postihnout pokud možno úplně mnohostrannost vlastností
a chování technických nebo i společenských systémů,
aby umožnily automatizaci v přísném smyslu „samočinnosti“.
K těmto nutným vědomostem patří v neposlední řadě
i znalost očekávaných poruch působících na systém,
jejichž zvládání je kromě zachování zadaných vlastností nebo kvalitativních mezí vlastním účelem automatizace. Automatizovaný systém by měl být stabilní, bez
ohledu na druh interních (např. zkraty) nebo externích
(např. úder blesku) poruch, a udržovaný v rámci bezpečných provozních hranic.
systémové prostředí
data
on
lin
e
rozhraní člověksystém
e
lin
on
zásah
kontext
podnět
on
lin
e
informace
kompetence
klasifikace
řád
online/
offline
explicitní implicitní
Znalost
zkušenost
cíle
Obr. 2: Automatizační cyklus
tomatizační techniku VDI/VDE) jako referenční model
(obrázek 3). Vnitřní systém se zpětnou vazbou tvořený
získáváním, zpracováním a účinky informací je doplněn
informačně logistickou infrastrukturou a nezbytnými
komponenty pro plánování a návrh systému (engineering). Celý systém je předem definován zákonnými a
hospodářskými požadavky, které určují jeho aplikaci
a provoz. Některé z těchto aspektů vám zde chceme
přiblížit.
Obr. 1: Odstředivý regulátor
Částečná automatizace
Co se však stane, jestliže vědomosti implementované v systému nepostačují k automatickému provádění
zásahů adekvátních stavu? V tomto případě je nutné
včas, nezřídka v reálném čase, systém rozšířit o další vědomosti. Tyto vědomosti přicházejí zpravidla od
člověka. Svou kreativní kompetencí, často čerpanou
z implicitního „skrytého“ vědomí, zvládá ve vztahu k
problému i neočekávané situace, které pracovníci vyvíjející technický systém nepředvídali a odložili jako
explicitní.
Tím je popsáno jádro automatizace (za účasti člověka
často označované jako „částečná automatizace“) tak,
jak ji definovala VDI/VDE Gesellschaft für Mess- und
Automatisierungstechnik (Společnost pro měřicí a au-
Technický proces
Začněme technickým procesem. Procesy jsou charakterizovány počtem jejich tzv. stavových veličin. Stavové
veličiny popisují, zjednodušeně řečeno, energetickou,
materiální nebo informační paměť systému, jejíž obsah
se v průběhu procesu mění. Jestliže Wattův parní stroj
měl pouze několik stavových veličin, např. energetický obsah kotle nebo setrvačníku, mají dnešní elektrárny nějakých 10 000 a dokonce více než 100 000
stavových veličin, pokud do nich zahrneme i „vedlejší
provozy“ nutné na ochranu životního prostředí. Automatizační systém i člověk musí mít o těchto veličinách
stálý přehled.
Pro všechny funkce automatizace mají tedy rozhodující
význam systémy pro získávání informací. Údaje ze sen3
7
t e c . N e w s 17 : P ř í s p ě v e k h o s t a
požadavky – omezení
Získávání informací
proces
Zpracování
informací
komunikace
člověk-proces
účinek informací
informační logistika/ Komunikace
CAE – metody a nástroje
základy a metody
Obr. 3: Základní oblasti měřicí, řídicí a automatizační techniky
zorů musí obsáhnout všechny důležité stavy procesu,
zejména z hlediska výjimečných situací. Výsledkem požadavků na snížení nákladů nebo prostého „toho si teď
nevšímejme“ je často redukce investic na tzv. „základní
senzoriku“ určenou pro četné „jednoduché“ stavové informace. Často se také při školení personálu obsluhy
neberou v úvahu mnohé „běžné“ situace, protože ze
zkušeností přece víme, že se „nic nemůže stát“.
Jako příklad zde můžeme uvést známé selhání reaktoru Three-Mile-Island, vyvolané chybou projektu ve spojení s nedostatečnou kvalifikací personálu. U aktivního
bezpečnostního ventilu v primárním chladicím okruhu
nebyla určena žádná informace pro situaci OTEVŘENO/ZAVŘENO. Proto i přes nepřímé, avšak nesprávně
vyhodocené signály zůstal tento bezpečnostní ventil
více než dvě hodiny otevřený, z primárního chladicího
okruhu unikala voda, a to – po několika hodinách – vedlo k roztavení jádra. Projektanti a provozovatelé reaktoru očividně nepočítali s ventilem, který se nezavírá;
8
nevzalo se v úvahu, že aktivní bezpečnostní ventil má
„mimořádné“ vlastnosti. To by s největší pravděpodobností dnes používané technické metody (např. FMEA)
rozpoznaly.
Komunikační rozhraní člověk – systém
Komunikační rozhraní člověk – systém musí v případě automatizace zajistit, že člověk má vždy možnost
správně a úplně rozpoznat stav systému, aby ho mohl
– event. úpravou cílů (obrázek 2) – pomocí stávajících
informací a ovladačů udržovat v požadovaném nebo
povoleném stavu. Využívá k tomu i doplňková data
a informace, získávané prostřednictvím přirozených
smyslů (čich, hmat, sluch) a zejména kombinací získaných (explicitních) a vlastních (často implicitních)
vědomostí vyvolává nové zásahy. Přitom je nutno brát
v úvahu fyzické vlastnosti člověka (smysly, chování) a
rozvíjet jeho vědomosti vzděláváním a tréninkem (viz
např. VDI/VDE 3546 list 1). Ve zcela automatizovaném
technickém procesu nemá za normálního provozu per-
sonál obsluhy žádnou práci, avšak v případě vzniku
stavu, automaticky neovládaného, musí rychle a správně zasáhnout. To je vysoké psychické zatížení, které
v poslední době vyvolává úvahy z pracovně etického
hlediska.
Informační logistika
Informační logistika poskytuje informační základnu
funkcím automatizace. Analogicky např. jako u logistiky zboží i zde platí známá „S“. Informace musí být ve
správné kvalitě ve správnou dobu na správném místě
pro správného (tj. oprávněného) uživatele. Informační
logistika se tedy zabývá rozdělováním („komunikací“)
informací, jejich ukládáním a přístupem k nim. Dnešní
informační logistika je založena na obecné digitalizaci všech dat v technických procesech při současném
zajištění jejich výměny a použitelnosti v reálném čase.
Stále více kritickým aspektem se stává zabezpečení
integrity dat (Security; viz např. VDI/VDE 2182 list 1).
K tomu lze využít jak normované systémy provozních
sběrnic (DIN EN 50170; IEC 61158), tak i standardizované cílové platformy (např. CORBA, CDM/COM, nebo
DOT.NET). Pro snížení nákladů na získávání informací
se stále více používají bezdrátové komunikační systémy (např. WIFI na bázi IEEE 802.11). V automatizační
technice nalezl své místo jako Open Industrial Ethernet
i Ethernet rozšířený v oblasti správy. Zde narůstá kritická role bezpečnosti informací. Zejména bezdrátový
přenos dat může být bez vhodných opatření na zajištění bezpečnosti odposloucháván nebo záměrně falšován. Požadavek získat pro provozní personál dálkový
přístup k informacím z technického procesu vede k napojení provozní informační logistiky na Internet, ovšem
za předpokladu zvláštních bezpečnostních opatření.
Komplexně propojené systémy
V komplexně propojených systémech se stejná data
mnohokrát využívají v různém kontextu. K tomu jsou
nezbytné co nejformálnější jednoznačné datové a
informační modely. V poslední době vznikla dlouhá
řada norem a standardů (např. VDI/VDE 3682), které
koncepci propojených objektů využívají napříč celým
spektrem. Tato abstrakce umožňuje jednotnou formalizaci dat a informací a dokonce i vědomostí. Spojení
takových standardů se standardy pro „Semantic Web“
World Wide Web Consortiums (http://www.w3.org/) povede k tomu, že zapojení automatizačních systémů do
světa propojených informací bude obecně plánovatelné
a bezpečné provozovatelné.
Vznikne tak společný pohled a „jazyk“ pro všechny,
kdo aktivně či pasivně určují životní cyklus komplexních systémů. Automatizace přitom pronikne do všech
fází tohoto cyklu. To neplatí pouze pro výrobní procesy
nebo procesy odehrávající se ve službách, ale i pro
samotné produkty: více než 30 % vytvořené hodnoty
dnešního automobilu připadá na informační techniku
a v jejím rámci na automatizační systémy rozhodující pro užívání prakticky všech dílčích systémů vozidla
(pohon, brzdy, bezpečnost jízdy, bezpečnost při nehodách atd.).
Informační technika ve své podobě automatizační techniky je požehnáním i prokletím při používání četných
systémů, které určují náš život. Na jedné straně těmto
systémům důvěřujeme: vrtulník by z fyzikálních důvodů sotva mohl stabilně létat bez automatické regulace polohy. Na druhé straně se člověkem požadovaná
automatizace nemůže v hospodářství a společnosti
stát natolik samostatným fenoménem, který bychom
nemohli ovládat. K tomu nám mohou pomoci metody
známé z techniky.
Prof. Dr. Hartwig Steusloff
Universität Karlsruhe (TH), Fakultät für Informatik,
Authorized Adviser, Fraunhofer Institute for
Information and Data Processing (IITB), Karlsruhe
[email protected]
9
t e c . N e w s 17 : A u t o m a t i o n IT
10
Andreas Huhmann & Stefan Korf
Řešení se jmenuje „Switch“
Fast Track Switching zajišťuje výkonnost automatizace IT
Automatizace v oblasti IT vyvolala pohyb trhu, protože díky ní se diskuze kolem průmyslového Ethernetu soustředily na podstatný bod – užitek pro zákazníky. Užitek je generován běžným použitím Ethernetu IEEE 802.3,
nezměněném v porovnání se standardem. Pro automatizaci je přitom důležitá i skutečná výkonnost jako deterministický transport dat. Dnešní přepínací (switch) technologie tuto funkci pro standardní Ethernet neumí zajistit,
takže užitnost automatizace IT pro zákazníka vzniká teprve spojením standardního Ethernetu a nové technologie
Fast Track Switching.
Komunikace v průmyslových aplikacích:
Ethernet
Nadšení, které kolem roku 2000 Ethernet vyvolal, bylo
spojeno s velkým očekáváním, např. s vytvořením sítě
pro všechny aplikace. Zakrátko se zjistilo, že Ethernet
je sice správnou technologií v případě obecných sítí,
avšak naděje z hlediska automatizace nedokáže splnit
v plném rozsahu. Proč?
Z aplikací v oblasti automatizace vyplynulo, že Ethernet ještě nebyl dostatečně výkonný, aby dokázal plně
nahradit dosud používané systémy průmyslových sběrnic. Proto výrazně zesílily snahy po jeho dalším vývoji. Výsledkem byla řada vzájemně nekompatibilních
průmyslových ethernetových profilů. Mnoha z nich je
společné, že změnily Ethernet podle IEEE 802.3 na
unikátní řešení, nekompatibilní s přístroji a aplikacemi
standardního Ethernetu. Problémy s výkonností Ethernetu se řeší na úrovni OSI Layer 2. Výkonnost těchto profilů je zpravidla dobrá, tj. jejich determinismus,
rychlost, topologie a instalace vychází přesně z toho,
co dnešní systémy průmyslových sběrnic nabízejí a co
tedy také musí Ethernet pro automatizaci poskytnout.
To, že by ke změně ethernetového standardu mohla
existovat alternativa, nebylo tehdy známo. Důsledkem
bylo, že se oblast průmyslového Ethernetu v danou
chvíli odklonila od oblasti standardního Ethernetu. Tento okamžik se proto stal hodinou zrodu automatizace
IT. Vizionářská iniciativa „automatizace IT“ se objevila
roku 2006 jako reakce na předchozí odklon od stan-
dardního Ethernetu a jako snaha pro vytvoření jednotné komunikační základny pro Office IT a průmyslovou
automatizaci. Jeden Ethernet jako standard pro celou
komunikační platformu.
Výchozí základna pro všechny aplikace:
automatizace IT
Automatizace IT představuje komunikační platformu
pro všechny aplikace výrobního průmyslového podniku. Princip je následující: jednotnou ethernetovou sítí se
vzájemně propojí všechny aplikace. Tím je zajištěno,
že komunikace mezi aplikacemi určujícími podnikové
procesy jako je ERP a MES může probíhat přímou cestou. To odstraní náročné přechody a zrychlí procesy.
Výsledkem jsou efektivnější podnikové činnosti. Sítě
navazující na automatizaci IT se zákazníkovi vyplatí
několikanásobně: šetří náklady, zjednodušují instalaci
a zvyšují dostupnost.
Klíčová technologie pro automatizaci IT:
Fast Track Switching
Při výběru komunikačního standardu nelze volit z alternativ, protože pro komunikace MES a ERP je dnes
již standard určen. Ethernet se v Office IT prosadil na
celém světě. V prostředí Office IT je komunikace zase
vázána na přísné dodržování ethernetové specifikace
IEEE 802.3. Proto je komunikační platforma možná
pouze s nezměněným Ethernetem podle standardu
IEEE 802.3. Protože však v automatizačních sítích je
3
11
navíc nutný i dostatečný výkon, hledaly se za daných
okrajových podmínek vhodné technologie. Zlom přišel
v roce 2008. Firma HARTING došla k poznatku, že
síťové komponenty mohou síti dodat výkon pro řízení
výrobních procesů. Klíčovou technologií k tomu je Fast
Track Switching. Teprve s touto technologií je Ethernet
schopen být použit v automatizaci. Pracuje s nezměněnými ethernetovými telegramy, identifikuje automatizační telegramy a deterministicky je zrychluje.
μsec 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Status Quo: Ethernet a technologie
Switching
Výkon technologie přepínání se díky používání CutThrough- Switching výrazně zvýšil oproti technologii
Store-and-Forward (viz obr. 1). Determinismu však
nelze dosáhnout ani technologií Store-and-Forward,
ani technologií Cut-Through. Ani jedna z nich není proto dostačující pro automatizaci. Nepomáhá ani určení
priorit zpráv podle IEEE 802.1q, protože automatizační telegramy konkurují všem telegramům se stejnou a
vyšší prioritou. Proto při komunikaci dochází k statistickému, a tím pro automatizaci nepřijatelnému zdržení.
Dvěma rozhodujícími zpožďujícími mechanismy jsou:
120
cut through in Fast
Track Switching
Store & Forward
Switching
Obr. 1: Vliv technologie Switching na automatizační telegramy
μ sec
0
10
20
30
40
VoIP
50
60
70
80
90
Zpoždění ve vstupním portu:
Je-li zásobník (paměť) vstupního portu naplněn telegramy, které mají stejnou nebo vyšší prioritu než
automatizace, potom budou automatizační telegramy
zpožděny (viz obr. 2). To vede k jejich nepředvídatelnému zdržení.
Zdržení ve výstupním portu:
Je-li výstupní port přepínače (switch) obsazen telegramy, musí i automatizační telegramy s vysokou prioritou
12
100
110
120
Fast Track
Switching
Store & Forward
Switching
Obr. 2: Vliv telegramů s vyšší nebo stejnou prioritou na automatizační
telegramy
čekat na jeho uvolnění (viz obr. 3). Když výstupní port
opouští telegram s nižší prioritou o délce 1500 Byte,
potom automatizační telegram s vysokou prioritou musí
na uvolnění portu čekat až 125 µsec.
IT vedou k prodlení automatizačních telegramů. Tato
zpoždění se v liniových topologiích sčítají.
Je-li síť zatížená minimálně, potom dobu průchodu informací určuje pouze přenosová rychlost Ethernetu,
délka telegramu a doba zpoždění přepínačů. V tomto
případě činí minimální doba zpoždění telegramu asi
Deterministický Ethernet s Fast Track
Switching
Řešení tohoto problému nabízí princip Fast Track Switching. V tomto případě dochází k identifikaci automatizačních telegramů a jejich přesunutí před všechny
ostatní telegramy. Automatizace tím dostává přednost
před ostatními aplikacemi na Ethernetu. Fast Track
Switch urychluje všechny identifikované automatizační
telegramy integrovaným mechanismem Cut-Through a
zabraňuje tak zpoždění. Kromě toho umožnuje automatizačním telegramům „předběhnout“ jiné telegramy,
pokud tyto ostatní telegramy již obsadily potřebný port.
Nedochází tedy k žádnému „čekání“. Pokud se protokol
IT nachází právě ve fázi odesílání a místo na portu
požaduje automatizační telegram, bude další odesílání
telegramu IT kontrolovaně ukončeno tak, aby automatizační telegram mohl být přenesen přímo metodou
Cut-Through. Teprve poté bude odeslán telegram IT,
uložený prozatím v paměti. Fast Track Switch zaručuje
dobu průchodu telegramu s vyšší rychlostí než dnešní
systémy průmyslových sběrnic.
μ sec
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Fast Track
Switching
Store & Forward
Switching
Obr. 3: Vliv telegramu s nižší prioritou ve výstupním portu na
automatizační telegramy
160 µsec. Jestliže zatížení ethernetové sítě vzrůstá,
dochází ke zpoždění na vstupních portech a rovněž k
frontám ve výstupních portech přepínačů. Pokud výstupní port opouští po výše uvedené trase velmi dlouhý
telegram a současně má výstupní port opustit automatizační telegram s vysokou prioritou, musí automatizační telegram vyčkat na uvolnění portu. Statisticky
se tento efekt může na trase opakovat a může se tak
nakumulovat zpoždění až několik milisekund. Postačí
pak, aby k tomuto jevu došlo na jedné lince v jednom
přepínači a trasou projdou oba telegramy takto:
automatizační telegram bude postupovat vždy za dlouhým telegramem a vždy bude muset vyčkat, až jeho
předchůdce opustí port – nikdy ho nemůže na trase
předběhnout. Pravděpodobnost tohoto nežádoucího
efektu narůstá se zatížením sítě. Na pouhých 16 přepínačích dochází ke zpoždění telegramů již o několik
milisekund.
Determinismus požadovaný v automatizaci tedy dnešní technologie přepínačů (switch) nezaručí. Telegramy
Porovnání technologií Switching
Také Fast Track Switching se musí mezi technologiemi prosadit. Z hlediska univerzálního použití je dnes
měřítkem zavedený Store-and-Forward Switching. Na
celém světe existuje nespočet přístrojů s ethernetovým
rozhraním. Všechny tyto přístroje lze propojit pomocí
Store-and-Forward. Naskýtá se ovšem otázka, zda
jsou všechny tyto přístroje vhodné pro automatizaci,
s čímž nelze souhlasit. Inovace v automatizaci bývají
většinou vyvolány novými technologiemi, které jsou
integrovány do přístrojů. Témata vizualizace a RFID
nepřicházejí z klasické automatizace. Přístroje většinou
nepodporují žádné specifické automatizační technologie, ale zpravidla mají ethernetové rozhraní. Otevřenost
vůči standardnímu Ethernetu znamená tedy otevřenost
vůči inovacím.
Dalším efektem je, že Fast Track Switching lze použít
pro všechny automatizační profily, které podporují stan3
13
Automatizace IT – platforma pro všechny aplikace
Core Level
Telefon IP
Core Switch
Core Switch
Řídicí a přenosová úroveň
SCADA
SCADA
Telefon IP
Úroveň řízení
Čtečka RFID
HMI
PLC
průmyslových
procesů
I/O
I/O
I/O Průmyslová Pohon Světelná
WLAN
kamera
mříž
Access Point
Obr. 4: Systémová topologie pro automatizaci IT
dardní ethernetovou komunikaci. Jsou to např. Ethernet IP a PROFINET RT. To usnadňuje design přístrojů,
protože i uživatelé, např. konstruktéři strojů, kteří musí
podporovat různé automatizační profily, mohou své
sítě realizovat s potřebnými obsahovými komponenty
a jednotným designem.
že QoS (Quality of Service) nezaručí přednost vysoce
prioritních telegramů. Tento efekt však podstatně ovlivňuje výkonnost liniových topologií a je výrazně určován
vytížením sítě. „Brzdnému“ účinku lze zabránit použitím
Fast Track Switching. Srovnatelné podmínky zde nabízejí pouze speciální metody.
Store-and-Forward Switching je navíc v systému Office
dobře použitelný pouze v plochých hierarchiích, proto-
Fast Track Switching tedy kombinuje výhody dnešních
metod IT se speciálními metodami. Samostatná tech-
14
nologická oblast automatizačních řešení průmyslového
Ethernetu se znovu spojuje do jednotné oblasti Ethernetu, což má další výhody. Při vysoké dynamice, kterou
se technologie Ethernetu rozvíjí, se automatizační aplikace mohou podílet na všech novinkách, například v
oblasti šířky pásma nebo bezpečnosti. Pokud by došlo
k rozdělení oblastí, došlo by během 5-10 let k novým
diskusím o náhradě systémů průmyslových sběrnic, i
když na nové úrovni.
padají striktní pravidla pro segmentování částí sítě i
dedikované plánování výkonu přenosu.
Systémová topografie automatizace IT
Teprve s touto technologií je Ethernet schopný automatizace. Pracuje s nezměněnými ethernetovými telegramy, identifikuje automatizační telegramy a deterministicky je zrychluje.
Automatizace IT se stala skutečností.
To se projevuje v systémové topografii automatizace
IT (viz obr. 4), která na všech úrovních sítě pracuje
s technologií standardního Ethernetu. Tím mohou být
všechny přístroje integrovány do ethernetového rozhraní. U automatizačních profilů, které jsou kompatibilní
s Ethernetem, se díky Fast Track Switching výrazně
zvyšuje výkon. Proto komunikační platforma Automation IT Ethernet lze dnes použít pro všechny aplikace
na průmyslové úrovni mají od bezpečnosti až po rychlou komunikaci I/O. Fast Track Switching pak odstraní negativní vliv komunikace IT a liniové topologie na
automatizační činnosti. Uživatel má proto při užívání
topologií přizpůsobených aplikaci velkou volnost. Od-
Komunikaci na bázi Ethernetu lze v současné době
využívat až do úrovně řízení průmyslových procesů,
protože Fast Track Switching zaručuje determinismus.
Automatizační a IT aplikace využívají společnou komunikační platformu, a tím i jednotnou síťovou infrastrukturu.
andreas Huhmann
Inhouse Consultant Strategy CN, Germany
[email protected]
Stefan Korf
Product Manager, Germany
[email protected]
15
t e c . N e w s 17 : P r o f e s i o n á l n í v y s í l á n í
Peter Hannon & Gavin Stoppel
Odvážný nový televizní svět
Televize ve Spojeném království prochází velkou přestavbou. Veškerý pozemní televizní systém bude převeden
na digitální technologii. Přechod se bude týkat 25 milionů domácností ve Spojeném království a celé infrastruktury do roku 2012. Přechod začne ve velkém měřítku již letos. Firma HARTING dodá společnosti Arqiva, která
zajišťuje vysílání, subrack (vanu) 4-U pro systémy dálkového řízení stanic.
V roce 1999 britská vláda rozhodla, že se změní analogové televizní vysílání na digitální. Konkrétní zavedení
začalo akčním plánem digitalizace. Průmysl, vláda a
spotřebitelé se sešli, aby se dohodli na nejlepší stra-
16
tegii přechodu. Digital UK je organizace státní správy,
která stojí za celým tímto obrovským programem. Vytvořili ji televizní vysílající subjekty a různí operátoři
za účelem koordinace projektu a zajištění trvalé infor-
movanosti veřejnosti o postupu jednotlivých činností.
Kromě vedení rozsáhlých změn v infrastruktuře bude
organizace poskytovat informace 25 milionům televizních domácností ve Spojeném království.
dou muset probíhat rychle, efektivně a pečlivě, protože
vysílací a přenosové stožáry používají rovněž rádiové
stanice, služby nouzového a záchranného volání a
operátoři mobilních telefonních sítí.
Změna přináší příležitosti
Proč Spojené království mění své televizní vysílání z
analogového na digitální? Přechod přinese televizním
divákům, televizním vysílajícím subjektům, televizním
sítím a výrobcům zařízení mnoho potenciálních výhod.
Po přechodu budou k dispozici nová frekvenční pásma
pro služby, včetně mobilní televize a televize s vysokým rozlišením. Rádiové frekvence, které již nebudou
potřeba, budou vydraženy pro uchazeče s nejvyšší nabídkou, a poskytovatelé budou moci poskytovat další
služby, jako je televize s vysokým rozlišením, digitální
rozhlasová vysílání a širokopásmové bezdrátové služby, včetně HSPA a mobilního WiMax.
HARTING
HARTING je partnerem společnosti SciSys UK Ltd,
která odpovídá za plánování a zavedení dálkových telemetrických a provozních systémů na přenosové síti
během přechodu. Systémy dodávané SciSys se budou
instalovat na 1 154 vysílacích a přenosových stanicích
ve Spojeném království během příštích pěti let. Cílem
je poskytnout bezporuchový, digitální pozemní systém
(DDT), který dopraví neinterferenční televizní signál 25
milionům domácností ve Británii.
Digitální televize umožní divákům přístup k širšímu
spektru služeb a větší programovou rozmanitost. S
ohledem na tyto skutečnosti byly výhody digitálních
služeb dobře přijaty v oblastech, kde jsou v současnosti dostupné. Celá jedna čtvrtina britských domácností
však stále nemá možnost je využívat. Dříve než dojde
k závěrečnému přechodu pouze na digitální systém,
budou muset být digitální služby k dispozici všem spotřebitelům.
Časový rozvrh
Zahájení procesu přechodu se uskutečnilo ve Whitehavenu v Cumbrii přibližně pro 25 000 domácností. Letos bude celý proces probíhat na celostátní úrovni. Jak
stanoví akční plán rozdělený do fází a podle televizních
oblastí, bude mít přístup k digitálním službám všech 25
milionů domácností do roku 2012. To ovšem znamená,
že se bude muset infrastruktura pozemního televizního
vysílání, která se vyvíjela po více než 30 let, odstranit
a nahradit během pouhých pěti let. To je gigantický a
velmi ambiciozní projekt. Kolem 5 000 analogových
přenosových systémů v 1 154 místech se bude muset
odstranit a odklidit. Analogové systémy budou nahrazeny 4 000 digitálních televizních vysílačů. Práce bu-
HARTING se účastní dvou fází projektu. Počátečním úkolem bylo stanovit technické podmínky a dodat
10portový přepínač eCon 3000 průmyslového Ethernetu, který nabízí ideální spojení funkčnosti a kapacity.
Společnost HARTING HIS v Northhamptonu získala
kontrakt na konfiguraci a sestavení subracků (van) 4-U.
Celý rack se pak dodá společnosti, která má na starosti
přenosovou infrastrukturu a provede instalaci na místě.
Rozhodujícím faktorem pro výběr společnosti jako dodavatele pro jeden z nejdůležitějších projektů ve Spojeném království byla expertiza společnosti HARTING
v oblasti spojovací techniky a integrovaných řešení. .
Peter Hannon
Managing Director, United Kingdom
[email protected]
Gavin Stoppel
ICPN Southern Region Sales Manager,
United Kingdom
[email protected]
17
t e c . N e w s 17 : V ě t r n á e n e r g i e
18
Jens Grunwald
Světelné majáky
Řešení světelných systémů ve větrné energii
Výrobce větrných energetických zařízení Enercon z Aurichu je dnes ve
světě číslo 4 a nesporně číslo 1 v Německu. Od roku 1985 Enercon
úzce spolupracuje s technologickou skupinou HARTING. Nejnovější
projekt obou odedávna osvědčených partnerů: nový vývoj vnitřního
osvětlení věže pro větrné energetické zařízení Enercon na bázi
LED diod.
Věže větrných energetických zařízení musí být z bezpečnostních důvodů kompletně a spolehlivě osvětleny. Dosud byla
používána obvyklá zářivková svítidla s funkcí nouzového
osvětlení, která však mají několik nevýhod. Instalace ve věži
je pracovně a časově velmi náročná. K tomu přispívá skutečnost, že zářivková svítidla mají poměrně krátké intervaly
údržby a jejich životnost je opravdu krátká.
Naproti tomu LED diody (Light Emitting Diode) mají výrazné přednosti, které se projevují v neposlední řadě
nejen vysokou provozní spolehlivostí a výhodami v
oblasti bezpečnosti práce, ale výhledově znamenají i
nižší náklady. Enercon proto v lednu 2006 hledal nové
řešení vnitřního osvětlení věže větrného turbíny typu
E70/E82 (2 MW) na bázi LED-diod.
Světelné diody fungují jako polovodičové diody,
které v průchozím směru produkují světlo. Svítidla s LED diodami mají velmi dlouhou životnost,
nevyžadují žádnou údržby a přitom jsou mnohostranně použitelné. Přitom se světelné diody
velmi rychle přepínají ze svítícího do zhasnutého stavu. Světelný paprsek může pulzovat
rychlostí až do MHz oblasti. Životnost činí >
100.000 hodin, což je výrazně nad životností zářivkových svítidel.
3
19
Náročné požadavky na kryt
Aby si však LED diody zachovaly svou funkci a aby bylo
možno zaručit jejich dlouhou životnost, lze je instalovat
jen v suchých prostorách. Úlohou firmy HARTING proto
bylo nalézt takové těleso, které by zaručilo vysoké krytí
(IP 65), bylo dostatečně robustní pro manipulaci, mohlo být připevněno k chladicímu tělesu (nebo jím bylo
již konstrukčně vybaveno) a u něhož by při výstupním
Historie firmy Enercon začíná v roce 1984.
Malý tým inženýrů vyvinul tehdy pod vedením zakladatele podniku Aloyse Wobbena
první zařízení Enercon s 55 kW o jmenovitém
výkonu (E-15/16). V roce 1992 se Enercon s
E-40/500 kW přeorientoval na bezpřevodovou
technologii, která je dodnes základem úspěchu
firmy. Mechanické zatížení, provozní náklady a
náklady na údržbu byly redukovány, životnost
zařízení byla výrazně prodloužena. Enercon
staví dnes zařízení o jmenovitém výkonu až 6
MW a v roce 2007 instaloval na celém světě
výkon téměř 2800 MW.
Firma HARTING se již v roce 1985 stala strategicky důležitým partnerem v oblasti technologie elektrických rozhraní a spojů. Konektory
konstrukčních řad D-Sub – DIN 41652, SEK
18/19 – DIN 41651, Han® (průmyslové konektory), nástrčné konektory PushPull, ICPN-přístroje, LWL (datový přenos optickými kabely,
spojovací boxy, konvertory atd.) a vysoká míra
systémové integrace výrobků HARTING jsou
dnes již neodmyslitelnými součástmi každé
větrné turbíny Enercon.
úhlu světla v zabudovaném stavu ve věži nedocházelo
k oslnění. Volba padla na těleso HARTING Power Supply, z hliníkového tlakového odlitku, které je schopno
splnit všechny požadavky, kladené na novou generaci
LED svítidel pro vnitřní osvětlení věží. V kooperaci s
TWE (Trade Wind Energy) vyvinula firma HARTING
nové LED svítidlo pro vnitřní osvětlení věží, prodávané
jako typ NL24 exklusivně pro Enercon. TWE přebírá
v kooperaci kompletaci dílů. HARTING dodává TWE
těleso LED-svítidla v IP 65, přídržný úhelník pro upevnění ve věži a příslušnou systémovou kabeláž (VAB).
TWE zhotovuje zasklení svítidla z plexiskla truLED,
základní desku s LED-diodami, zabudovává ji spolu s
prefabrikovanými kabely do tělesa proudového zdroje,
přejímá funkční a konečnou kontrolu a expeduje svítidla pro vnitřní osvětlení věží ve speciálním obalovém
systému (vějířovitá dřevěná bedna) zákazníkovi, firmě
Enercons.
Obr. 1: LED svítidlo Enercon NL24
LED svítidlo pro vnitřní osvětlení věží NL24 má dlouhou
životnost minimálně 10 let při okolní teplotě od –50 do
+70 °C. Provozní napětí je 24 V, klidový proud je při 0 A
a provozní spotřebě proudu 350 mA. Vyzařovací charakteristika je paralelní vzhledem k věži (rovnoběžně
se stěnou) a LED-dioda emituje bílé světlo.
Tím LED svítidlo pro vnitřní osvětlení věží NL24 splňuje
požadavky kladené na svítidla pro nouzové osvětlení
20
dle normy IEC 60598-2-22: 1997 v úpravě + A1: 2002;
německé vydání EN 60598-2-22 + Corrigendum 1999
+ A1: 2003 a TÜV Nord. Do každé větrné turbíny bude
– v závislosti na výšce věže – použito 12 až 15 LED
svítidel pro vnitřní osvětlení věží.
Od ledna 2009 jsou všechna zařízení Enercon Anlagen
typu E70 / E82 vybavena novými LED svítidly pro vnitřní osvětlení věží. Plánuje se i vybavení všech ostatních
větrných turbín typu E40/E48/E58 (800 kW – 1 MW) a
E126 (6 MW) novým systémem osvětlení věží.
Obr. 4: „Akustický hlásič“
Obr. 2: Svítidla pro vnitřní osvětlení věží
Zapouzdřená jednotka
Systém je proveden redundantně. Pro svítidlo k vnitřnímu osvětlení věže jsou instalovány vždy dva proudové okruhy (sudý a lichý počet lamp). Vypadne-li jeden proudový okruh, zazní akustický výstražný signál.
Obr. 3: Testovací stolice pro LED svítidla Enercon
Akustický hlásič typu Compact firmy Moeller montuje
firma HARTING do tělesa s průchodkami Han® 3 A.
Díky provedení (zalití) elektrické připojovací techniky
tvoří hlásič uzavřenou přístrojovou / funkční jednotku,
která je kompletně vyrobena a dodávána firmou HARTING. Akustický hlásič je při závěrečné montáži větrné
turbíny osazen ve věži vždy na poslední LED svítidlo
pro vnitřní osvětlení věže NL24 se sudým a lichým
číslem, aby bylo možno zajistit oba proudové okruhy
při výpadku osvětlení a akustickým signálem varovat
osoby, které se právě nacházejí ve věži.
Profil LED systému a průmyslové použití v oblasti větrné energie dokazují robustnost systému. Nabízejí se
i další oblasti aplikace v průmyslové výrobě, telekomunikaci nebo venkovních zařízeních. Mluví proto životnost LED systémů, zajištění světelného systému proti
vlhkosti a kvalita zpracování.
Jens Grunwald
Area Sales Manager, Germany
[email protected]
21
t e c . N e w s 17 : H A RTIN G Te c h n o l o g y G r o u p
22
Rainer Bussmann
Odolný proti povětrnostním vlivům
Outdoor test HARTING zaručuje spolehlivost konektorových technologií
v oblasti venkovních aplikací
V telekomunikaci jsou ve velké míře používány datové a energetické konektory. Dlouhodobé použití vede k vysokým požadavkům na spolehlivost a uživatelskou a servisní nenáročnost. Testovací řady HARTING zaručují
optimální dimenzování komponent pro náročné podmínky venkovních aplikací.
V moderních venkovních telekomunikačních aplikacích,
jako jsou například WiMAX, LTE, nebo v přenosových
systémech 3. generace (3G) jsou stále více používány datové a energetické konektory. Používá se přitom
široké spektrum typů konektorů – počínaje robustními
výkonovými konektory až po konektory optických kabelů, vyžadující speciální zacházení.
Konektory slouží například spojení ke vnějších jednotek (RRH Remote Radio Head), upevněných na špičce
stožáru, se základní stanicí (Node B). To znamená i pro
tento příklad, že jsou konektory používány nejen mobilně a krátkodobě, ale musí dlouhodobě po dobu více
než 15 let zaručit spolehlivý a bezporuchový přenos,
a to i přes ztížené podmínky. K tomu se připojuje, že
konektory musí být ve venkovních aplikacích snadno
montovatelné a demontovatelné, aniž by byla jejich
schopnost použití a spolehlivost i v trvalém provozu
a za extrémních povětrnostních podmínek omezena:
mráz, sníh, extrémní vlhkost při trvalém dešti, prach,
trvalé sluneční záření, horko a období sucha mají vliv
na materiál, zpracování a manipulovatelnost a musí být
při koncepci zohledněny.
Provozní spolehlivost a servisní nenáročnost vytváří
přitom profil požadavků, kladoucích maximální nároky
na vývoj a dimenzování konektorů, protože právě tyto
cílové úlohy mohou vést částečně k protikladným řešením. Vyřešení těchto rozporů je úlohou vývojářů firmy
HARTING. Otestování řešení z hlediska provozní způ-
sobilosti a servisní nenáročnosti, dříve než dojde k použití v terénu, je záležitostí Outdoor testů HARTING.
Sortiment HARTING pro oblast
venkovních aplikací
Základnou zatížitelných a spolehlivých řešení HARTING pro vnější aplikace je těleso HARTING s krytím
IP 65 a 67, které se osvědčilo ve venkovních aplikacích.
Produktová řada HARTING pro venkovní telekomunikační aplikace je na tomto založena a nabízí řešení
pro
- přenos energie při průřezech žil do 3 x 10 mm²
- datový přenos na bázi měděných vodičů, např.
RJ45
- datový přenos na bázi optických kabelů s normalizovaným profilem konektoru LC duplex
- hybridní přenos výkonu a dat (na bázi měděných nebo
světlovodných vodičů).
Výkonnost řešení HARTING v oblasti venkovních
aplikací je zaručena efektivní systematikou testování.
Řešení HARTING nejsou vyvíjena pouze na základě
diferencované specifikace, ale jsou podrobena i rozsáhlým a komplexním souborům testů, v nichž musí být
prokázána jejich způsobilost pro venkovní aplikace za
simulovaných reálných podmínek.
Centrální laboratoř technologické skupiny HARTING
(CTS Corporate Technology Service) přitom neprovádí
3
23
pouze soubory testů, ale formuluje k tomu i komplexní
a současně extrémní testovací požadavky. Rozsáhlé
definiční práce jsou nutné, protože mezinárodní normalizační výbory zaujímají k závazným testovacím
požadavkům pro konektory ve venkovních aplikacích
dosud zdrženlivé stanovisko. Z pochopitelných důvodů.
Vzhledem k různým klimatickým oblastem na Zemi je
přece nutno zohlednit velmi rozdílné, částečně extrémní a často si i odporující vlivy životního prostředí.
Tento status quo ovšem průmysl nemůže přijmout,
protože aplikační praxe – jinými slovy: praxe na straně
zákazníka – je jasná a jednoznačná: venkovní aplikace
jsou požadovány a musí být průmyslu nabídnuty. Firma
HARTING proto již provedla nutný průkopnický krok
a má v outdoor testu HARTING realisticky zahrnuty
všechny myslitelné ovlivňující veličiny.
Testovací soubory HARTING
Testovací soubory HARTING se skládají z mechanických, elektrických a klimatických zkoušek, shrnutých
do dvou testovacích skupin. V rámci skupiny A (mechanické a elektrické testovací soubory) jsou prováděny
testy ke zjištění vlivu chladu, horka, koroze, soli, páry
Initial inspection
- Visual inspection
- Polarizing method
- Contact resistance - Insulation resistance
- Voltage proof (Data and power contact)
- Impulse withstanding voltage
Group A
Mechanical and electrical properties
Group B
Climatic sequence
Damp heat, cyclic
Weathering and exposure to laboratory light sources
Corrosion flowing mixed gas
UV-test
Salt mist test, cyclic
Ozone resistance
Dry heat
Dry heat
Cold
Cold
IP 65 test
IP 65 test
IP 67 test
IP 67 test
Mechanical operation
Mechanical operation
Effectiveness of the coupling device
Effectiveness of the coupling device
IP 65 test
IP 65 test
IP 67 test
IP 67 test
Obr. 1: Přehled outdoor testů HARTING
24
K zaručení dlouhodobé odolnosti ve venkovních aplikacích má hlavní význam výběr materiálu tělesa konektoru. Tělesa konektorů HARTING jsou v závislosti
na použití k dispozici z plastu (PA polyamid nebo PC
polykarbonát) nebo v kovovém provedení (povrstvený
zinkový tlakový odlitek nebo ušlechtilá ocel). Zvláštní
pozornost přitom patří materiálům těsnění a kabelových šroubení. Ozon a UV-záření mohou značně negativně ovlivnit elastické vlastnosti materiálů těsnění. Četné materiály například vlivem extrémního slunečního
ozáření nebo jiných vlivů povětrnosti natolik zkřehnou,
že již nemůže být zaručena spolehlivá těsnicí funkce.
Obr. 2: HARTING Telecom Outdoor Solutions– Outdoor approved )
Obr. 3a: Standardní pórézní těsnění dle testu na vliv ozonu/UV-záření
Obr. 3b: Speciální těsnění pro venkovní aplikace, bezvadné dle testu
na působení ozonu / UV-záření
a různých stupňů zátěže. Funkčnost konektorů při tom
musí být zachována i za extrémních podmínek.
Aby se tomu zabránilo, musí být v rozsáhlých sériích
testů vyzkoušeny vhodné materiály. Výsledky firma
HARTING důsledně zrealizovala v sortimentu produktů
a vyvinula adekvátní řešení pro venkovní aplikace.
Ve skupině B je testováno vystavení klimatickému namáhání, k němuž patří vlivy počasí, odolnost proti ozonu a vliv UV-záření. I zde je ústředním požadavkem na
testované objekty spolehlivost funkce. Splnění nároků,
odvozených z jasně definovaného krytí (IP 65 a 67), je
při tom zajištěno. Obr. 1 znázorňuje systematiku souborů outdoor testů HARTING.
Rainer Bussmann
Senior Product Manager
Telecom Outdoor Interfaces, Germany
[email protected]
25
26
Gerhard Kirschenhofer, Johannes Kneidl & Walter Gerstl
Mobilní zprávy
Video a multimediální aplikace
založené na Ethernetu jsou
standardem v místní dopravě
Město Innsbruck (Rakousko) vybavuje nové tramvajové vozy informačními systémy. Cestující innsbruckské
místní dopravy by do budoucna neměli být jen pohodlně dopraveni na místo určení, nýbrž i současně
seznámeni s příštími zastávkami a také nejnovějšími
zprávami. Firma HARTING se stará o spolehlivou elektrickou spojovací techniku v mobilním nasazení Ethernet-systémů v kolejových vozidlech.
Která je příští stanice? Jaké bude počasí? Jaké jsou
sportovní výsledky? Kolik stanic musím ještě jet? Co je
nového ve světě? Doba jízdy je často volným časem,
především v místní dopravě. Pět minut pauzy, v níž
se nevyplatí si vyndat knížku nebo časopis. Přesto je
každý rád informován. Rychle a spolehlivě. Informování cestujících v místní dopravě se v uplynulých letech
stalo užitečnou a hodně využívanou platformou pro informace, zábavu a reklamu. K poskytnutí co nejlepšího servisu cestujícím vybavuje Innsbruckský dopravní
podnik své tramvajové vozy informačními systémy od
SYCUBE Informationstechnologie. Cestující tak mají
možnost být kdykoliv informováni o aktuálních novinkách. Současně se nabízejí displeje jako atraktivní platforma reklamy. Tím je dlouhodobě zaručena návratnost
investic.
Jedinečná koncepce SYCUBE ve spolupráci s firmou
Harting v oblasti drážně schválených, aktivních Ethernet-komponent a spolehlivé elektrické konektorové
spojovací techniky. Tramvaje jsou vybaveny osmi multimediálními obrazovkami na jednom voze, které slouží
zábavě a informování cestujících.
32 nových tramvají typu BOMBARDIER FLEXITY[1]
Outlook nahrazují postupně starý vozový park a jsou
nasazeny jak v innsbruckské tramvajové síti, tak i na
3
[1]
značky Bombardier Inc. nebo dceřiných společností
27
Stubaitalbahn. Nové innsbruckské tramvaje okouzlují
komfortními prvky, jako bezbariérovými nástupy pro
invalidy, dostatkem místa pro dětské kočárky a invalidní vozíky, ale i klimatizovaným vnitřním prostorem.
Založené na inovační koncepci vozů Bombardier,
umožňující použití konvenčních podvozků ve spojení
se 100% nízkopodlažní technikou vyznačují se tramvaje obzvláště tichou jízdou a průběžně bezestupňovým
vnitřním prostorem. Zvláštní důraz je kladen také na
bezpečnost cestujících a řidiče. Moderní FLEXITY Outlook tramvaje provedené v barvách IVB odrážejí pro
Innsbruck a region moderní koncepci ÖPNV* (ÖPNV
= veřejná osobní místní doprava).
Každý nový vůz Innsbruckských drah je vybaven informačním systémem. Dva 15“ oboustranné TFT V-panely
na každém voze informují cestující o všem, co pracovníci, odpovědní za vysílání do informačního systému,
zadali. Řešení, které zde bylo nalezeno, je založeno na
ukázkové technologii. Pro splnění požadavků standardizace a současné nákladově příznivé realizace projektu bylo pro spojení mezi konstrukčními díly závislými
na PC použito řešení internetového protokolu (IP) firmy
HARTING. Kompletní řešení se skládá ze dvou jednotek se vždy čtyřmi 15“ TFT-monitory ve V uspořádání,
chráněnými nerozbitným sklem proti vandalismu.
Ty jsou připojeny pomocí internetového protokolu a
M12 Ethernet-rozhraní na MultiMedia-Server (MMS viz
fotografie) s pevným diskem (volitelně vyjímatelný) a
HARTING konektorem 7/8“ pro vstupy a výstupy a pro
napájení proudem. Informace a hlášení o počasí jsou
díky přípojce mobilního vysílání HSDPA mezi MultiMedia serverem a veřejnými vysílači přenášeny v reálném
čase. MultiMedia server je se stanicemi propojen konektorem M12 – rovněž od firmy HARTING.
Při vývoji obrazovek byly vybrány speciální konstrukční
skupiny. Na základě požadavku evropské normy EN
50 155 pro systémy, které jsou používány v kolejových
vozidlech, realizovali vývojoví pracovníci energetické
napájení pro vysoké tepelné zatížení.
Nejen zábava
Vedle zábavy a informací pro cestující umožňují
innsbruckské tramvaje i další servisní výkony a zvyšují bezpečnost cestujících. Tak byly trasy koncipovány
jako nízkopodlažní dráha, u nichž bylo možno zohlednit
všechny požadavky a potřeby osob se sníženou pohyblivostí. Vstup a výstup je nyní bez problémů přístupný i
pro osoby na invalidním vozíku. Řidiči tramvají k tomu
mají nyní možnost provádět online kamerovou kontrolu
prostoru odstavných míst pro kočárky a invalidní vozíky
a také nástupních prostorů u dveří a mohou pomoci
cestujícím při nástupu a výstupu.
Kontrolní kamerový systém se skládá z monitoru, který
je namontován na stanovišti řidiče a při odstavení se
automaticky zapíná po stisknutí tlačítka zastavení pro
invalidní osoby, multimediálního počítače (MMR) umístěného v prostoru pro cestující za obložením střechy a
dvou kontrolních kamer, zobrazujících prostor místa pro
invalidy a prostor nástupu. Pomocí Ethernet konektoru
M12 firmy Harting přenáší SYCUBE obrazová data přímo na monitor řidiče.
Obr. 1: Pohled do prostoru pro cestující – Multimedia monitory
28
Aby bylo možno kontrolovat celý prostor pro cestující, je vozidlo vybaveno osmi kamerami. Dodatečně je
vždy jedna kamera použita na stanovišti řidiče k monitorování dráhy. Všechno se zaznamenává a později
to může sloužit jako dokumentace nehod a dopravně
kritických situací. Tím se výrazně zlepšuje bezpečnost
cestujících.
Spojovací technologie HARTING
Výrobky HARTING jsou v nových innsbruckských
tramvajích nasazeny celoplošně. Jejich nasazení při
použití Ethernetu je však zásadní. Komunikace mezi
MMR a kontrolními monitory zajišťuje Ethernet přepínač HARTING eCon 4080-B1. Informace jsou přenášeny speciálními Ethernet-kabely, které jsou převážně
uloženy na střeše vozidla. Jako připojovací konektory
jsou použity kruhové konektory HARTING M12 v D-kódování, speciálně vyvinuté pro náročné drážní použití,
a Ethernet konektor HARTING IP 20 RJ45 v provedení
rychlospojky. V rozpojovacích místech vozidel jsou pro
ethernetový datový přenos použity konektory Quintax
Z-Kontakt z modulárního systému Han® v provedení
Han® HPR (High Pressure Railway) IP 68, které se
osvědčují již mnoho let v provozních podmínkách.
V příští generaci bude elektrické napájení IP-kamer realizováno pomocí PoE (Power over Ethernet) přepínače HARTING eCon 4080-BPOE. Kamera je napájena
potřebnou energií přes datové vodiče Ethernet, takže
pro elektrické napájení nemusí být pokládány žádné
dodatečné kabely.
Díky použití přenosu Ethernet, probíhajícího napříč vozidlem, bylo možno značně redukovat kabeláž oproti
dosud používané kabeláži koaxiálních kabelů a samostatného elektrického napájení pro kamery. Vedle
jednoduché a časově úsporné montáže komponent se
nabízí i podstatná úspora hmotnosti snížením dosud
nutných konektorů a kabelů, což zlepšuje energetickou
efektivitu a snižuje zatížení životního prostředí.
Výrobky firmy HARTING jsou ovšem používány i mimo
oblast Ethernetu. Tak jsou například průmyslové konektory konstrukční řady Han® (norma HARTING) páteří
kabeláže vozidla. Ty jsou, osazeny potřebnými moduly, používány v rozpojovacích místech vozidel, jakož i
konektorové spoje přístrojového vybavení vozidla ke
komponentům subsystému.
Díky vysoce kvalitním konektorům HARTING může
SYCUBE zajistit jak informační systém pro cestující,
tak i kontrolní kamerový systém. Oba systémy byly
integrovány do jednoho systému. Dipl.-Ing. Gerhard
Kirschenhofer – jednatel společnosti SYCUBE Informationstechnologie ve Vídni – vsadil v otázce výběru
konektorů na jistotu: „V každé oblasti jsou používány
vysoce kvalitní komponenty. Proto je pro nás nevyhnutelné dát i u konektorů pozor na vysokou kvalitu.“ Společnost SYCUBE integraci umožnila: Zatimco tramvaj
jede, je cestující maximální měrou informován, co je
nového.
Johannes Kneidl
Engineering Project Manager
FLEXITY Outlook Innsbruck
Bombardier Transportation Austria
[email protected]
Gerhard Kirschenhofer
Geschäftsführer
SYCUBE Informationstechnologie GmbH
[email protected]
Walter Gerstl
Market Manager Transportation, Austria
[email protected]
29
Michael Seele
Odolné proti nárazu
Na základě své vysoké pevnosti se konektory HARTING MicroTCA™ hodí pro použití v drsných podmínkách
prostředí. V těchto aplikacích musí konektory zaručit i přes nárazy a vibrace bezpečnost spojení. S konektorovými
spoji con:card+ a vidlicovými spoji proniká HARTING i do aplikací v oblasti telekomunikace.
MicroTCA využívá robustní mechaniku, která je původem z telekomunikací a je vhodná pro jednoduché
průmyslové aplikace. Konvenční systémy MicroTCA
jsou ale omezeny na aplikace bez šoků a vibrací.
HARTING nyní v různých testech prokázal, že řešení
jako con:card+ lze použít i v oblastech se silnými vibracemi (jako v dopravě nebo i v letectví).
30
Jako reference pro tyto testy byly přibrány požadavky
specifikací PICMG, která se již nějakou dobu tímto tématem zabývá. Pracovní skupina „RuggedMicroTCA“
aktuálně vyvíjí různé specifikace, rozšiřující existující
základní specifikaci MTCA.0. Mají být pevně stanoveny dodatečné požadavky a testy pro použití konektorů
MicroTCA v drsných okolních podmínkách. Požadavky,
které musí konektory splnit, jsou již v maximální míře
stanoveny.
Rozdílné požadavky
Profily požadavků jsou v současnosti rozděleny do tří
specifikací, respektujících požadavky např. z průmyslové a venkovní oblasti (MTCA.1), z dopravy (MTCA.2)
a letectví a obranné techniky (MTCA.3). Požadavky na
šokovou a vibrační odolnost jsou zohledněny odstupňováním do tří profilů podle předpokládaných oblastí
použití.
Aby bylo zaručeno, že konektor HARTING MicroTCA
vydrží i tato zatížení, provedla firma HARTING více
testovacích řad a v akreditované laboratoři simulovala
popsané vnější podmínky. Cílem bylo doložit, že řešení
HARTING již dnes odpovídají budoucím specifikacím
dle MTCA.1 až MTCA.3. Testovací systém byl vybaven mechanikou příslušné specifikace. Jako testovací
Název pro příslušnou specifikaci určuje koncepce chlazení, označená pod MTCA.1 jako „Rugged Air Cooled“.
Zde je popsáno vzduchové chlazení, které má odpovídat pokračujícím požadavkům s ohledem na vibrace a šok. Aplikace je zde zřejmá zejména v oblasti
průmyslu. Protože jsou definovány i rozšířené rozsahy
teplot, dostává se tím MicroTCA do středu pozornosti
i v oblasti venkovních aplikací (např. základní stanice
pro telekomunikace).
Systémy dle MTCA.2 musí splňovat specifikaci „Hardened Air Cooled Specification“ a mají být dimenzovány pro extrémní šokové a vibrační podmínky. I zde
je stanoveno vzduchové chlazení, ale s náročnějšími
požadavky na odolnost šoku a vibracím.
Specifikace MTCA.3 popisuje chlazení bez pohyblivých dílů („Hardened Conduction Cooled Specifiction“). Moduly jsou v systému zasazeny pomocí wedge
locks (klínů), aby mohlo být teplo odváděno chladicími
tělesy – cold plates.
Zatěžovací testy se zvýšenými nároky
Ve všech třech aplikacích dochází často k enormnímu
zatížení systému. Proto je absolutně nevyhnutelné,
aby konektorový spoj toto zatížení vydržel. Zejména
u spoje na okraji desky, jako u MicroTCA je to velkou
výzvou, kterou firma HARTING splňuje jako první podnik na trhu.
Obr. 1: Testovány jsou 3 AdvancedMC karty ve tvarovém faktoru
„Double Full Size“ s hmotností vždy 700 gramů
desky byly použity konvenční moduly AdvancedMC
Module dle PICMG AMC.0.
Rugged Air Cooled Specification (MTCA.1)
Pro specifikace MTCA.1 se předpokládá sinusová vibrace s proměnnou frekvencí 2 Hz až 200 Hz. Tento
frekvenční rozsah probíhá celkem desetkrát ve třech
osách, při tom je testovacím zařízením simulováno trojnásobné gravitační zrychlení (30 m/s²). Během testu
nesmí dojít k žádnému přerušení kontaktu v konektoru.
Konektor HARTING con:card+ v tomto testu obstál bez
výpadků kontaktu.
3
31
Podmínky testu však stále neberou v úvahu, že v systému může působit mnohem větší zrychlení. Aby bylo
možno simulovat extrémní případ, mají testovací karty
3FTPOBODF
"DDFMFSBUJPO<NT>
Po vibračním testu následuje v téže skladbě pokusu šest šoků vždy ve třech osách. Tyto šoky simulují
25-násobné gravitační zrychlení. I tento šokový test
přestál konektor HARTING con:card+ bez přerušení
kontaktu.
7JCSBUJPOJOQVU
'SFRVFODZ<)[>
Obr. 2: Zatímco na systém působí sinusové vibrace se zrychlením 30
m/s², vyplývá v rezonanci při cca 100 Hz hodnota téměř 200 m/s²
s tvarovým faktorem „Double Full Size“ v tomto testu
hmotnost 700 gramů. Karta, která vykazuje přesně jako
v reálném systému určitou vůli ve vodicích lištách a
upevnění, se při určitých frekvencích pásu dostává do
rezonance. V ose kmitu kolmo k testovací kartě bylo v
rezonanční oblasti naměřeno až 20-násobné gravitační
zrychlení v oblasti konektoru.
con:card+ zajišťuje bezproblémové spojení
Testované konektory con:card+ HARTING nevykazují
v této enormní zátěžové situaci žádné přerušení kontaktu. Vysoká normálová síla kontaktů testovací kartu
při velkém zrychlení stabilizovala. Přerušení kontaktu,
ke kterému by mohlo dojít zesílením rezonance (výkmitu), tak bylo zabráněno. Extrémní případ (kmitání karty
proti izolačnímu tělesu, které může vést k trvalému poškození konektoru) byl znemožněn.
32
Ve směru chvění podél konektoru převzala stabilizaci
vodicí pružina. Původní úlohou vodicí pružiny je vyrovnání možného kolísání tolerance pomocí definovaného
určení polohy. Přitom vodicí pružina tlačí kartu proti
protilehlé stěně a fixuje ji. Právě tato fixace vodicí pružinou brání během silné vibrace a šoku konektoru v
pohybu v podélném směru a tím i přerušení kontaktu.
Vedle konektorů HARTING byly pro srovnání podrobeny testu i dva konvenční konektory MicroTCA bez
con:card+ vlastností. Konvenční konektory MicroTCA
vykázaly v testu pravidelné přerušení kontaktu, a to
dokonce ve dvou ze tří os. Tyto poruchy se vyskytly jak
po vibračním tak i po šokovém testu. Přitom se jednalo
právě o dva výše popsané směry vibrací.
Optické hodnocení testovacích modulů ukázalo příčinu přerušení kontaktů (obr. 3 a 4). Na základě stop
obroušení kontaktů konektoru na zlatých segmentech
(goldpads), po 100 cyklech zasouvání a vibračním a
šokovém testu, lze zjistit, že testovací modul se v konektoru pohyboval. Tento pohyb dosáhl takový rozsah,
že kontakt ze zlatého segmentu sklouzl.
Obrázek konektoru HARTING con:card+ (obr. 5) naproti tomu ukazuje, že vodicí pružinou je modul při cyklech
zasouvání středově veden a při vibračním a šokovém
testu bezpečně držen ve své poloze. Tím tedy vodicí
pružina elementárně přispívá k dobrému hodnocení konektoru con:card+ ve srovnání s konektory bez vodicí
pružiny.
Obr. 3+4: Během testu konektoru bez con:card+ vlastností se testovací modul mohl pohybovat a
způsobil přerušení kontaktu.
Obr. 5: S konektorem HARTING con:card+ s
vodicí pružinou byl test splněn bez omezení.
Vidlicový spoj nahrazuje pozlacené
segmenty (goldpads)
HARTING nabízí jako alternativu k okraji polovodičové
desky a pozlacenému segmentu (goldpad) na AdvancedMC desce vidlicový konektor. Výrobní tolerance vidlicového konektoru je podstatně menší než tolerance
okraje polovodičové desky. Přerušení kontaktů způsobené probléy s tolerancí okraje polovodičové desky
je od samého počátku vyloučeno. To se ukázalo i při
vibračním a šokovém testu, protože vidlicový konektor
obstál bez přerušení kontaktu.
Hardened Air Cooled Specification
(MTCA.2)
Specifikace pro MTCA.2 sice teprve začala, podstatné
požadavky pro konektor jsou však již velmi konkrétní.
Jako testovací podmínka je definován vibrační test s
náhodným šumem. Intenzita vibrace, a tím zatížení
systému, je měřeno v tzv. PSD-úrovni (Power Spectral
Density , tzn. spektrální hustota zrychlení). Test, jak je
dnes v PICMG diskutováno, má být proveden s PSDúrovní 0,1 g²/Hz. To odpovídá maximálnímu zrychlení
13 g. V testech konektor con:card+ tyto požadavky splnil a dokonce je i kročil. Splnil test při PSD-úrovni 0,2
g²/Hz (max. 18 g). Také šok se 40 g nevykázal žádné
přerušení kontaktu.
Obr. 6: Konektor con:card+ Backplane a vidlicový konektor pro
AdvancedMC Modul
Zvýšené požadavky při „conduction
cooling“ (chlazení vedením) (MTCA.3)
Podle specifikace MTCA.3 jsou AdvancedMC karty
pevně spojeny se systémem. Ve vodicích profilech již
po utažení wedge locks (klínů) není žádná vůle. V testu
pro specifikaci „Hardened Conduction Cooled“ je testovací konstrukce rovněž fixována. Testuje se pouze
oblast kontaktů, zato ale s vyššími požadavky a systém
má vydržet ještě vyšší zatížení šokem a vibracemi.
3
33
Technologická skupina HARTING a ept GmbH &
Co. KG se v roce 2005 spojily k vývojové kooperaci,
aby mohly být AdvancedMC-konektory, které jsou
již k dispozici, dále rozvíjeny a tak byla rozhodující
měrou zlepšena spolehlivost kontaktu. Výsledkem je
nová generace signálních konektorů AdvancedMC,
které byly firmami HARTING a ept GmbH & Co. KG
zavedeny na trh pod pečetí jakosti „con:card+“. S
con:card+ zajistily oba podniky jasně vyznačenou
úroveň jakosti a nabízejí k tomu duální sourcing.
Šokový test pro MTCA.3 spočívá na VITA 47 a specifikaci MIL-STD-810 a zatěžuje testovací systém 40násobným gravitačním zrychlením. Také zde zvýšil
HARTING zatížení ještě dále a provedl úspěšně test s
50-násobným gravitačním zrychlením.
Práce PICMG na specifikaci Rugged MicroTCA bude v
příštích měsících pokračovat. Výhledově budou specifikace a požadavky v průběhu diskuze ještě změněny
a přizpůsobeny. Z testů ale již vyplývá, že konektory
HARTING MicroTCA jsou schopné nasazení v systémech s drsnými podmínkami prostředí, jako ve venkovních aplikacích, dopravě, letecké a obranné technice, a
nadto zaručují vysokou spolehlivost kontaktu. Konvenční konektory MicroTCA naproti tomu vykazují výrazně
horší výsledky a nelze je tedy v současnosti použít ve
stejném spektru aplikací.
34
4QFFEJOHVQ<NT>
K tomu je definován i test s náhodným šumem (dle
EIA-364.28). Tento test má být proveden s PSD-úrovní
0,2 g²/Hz. I tento test proběhl s konektorem con:card+
úspěšně. Mimoto přestál konektor HARTING con:card+
tento test dokonce i s PSD-úrovní 1,5 g²/Hz bez přerušení kontaktu.
5JNF<NT>
Obr. 7: Při šokovém testu je systém urychlen na téměř 500 m/s²
Michael Seele
Global Product Manager TCA Connectors, Germany
[email protected]
Ingo Siebering & Kristian Brdar
Globální standard v zásobování
energií
IEC 61850 zajišťuje obecné systémové a komunikační řešení v rozvodnách
Dosud chyběla norma pro techniku ochrany a ovládací techniku. Na tuto situaci zareagovaly International
Electrotechnical Commission (IEC) a Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE)a vytvořily normu
IEC 61850.
Standardizace systémů, systémových komponent, spojovacích a komunikačních technologií je základem pro
efektivní využívání technologií v průmyslu. Jednotlivá
řešení mohou sice být smysluplná a přiměřená, avšak
mají-li být integrována do systému nebo s ním musí
spolupracovat, je prioritním požadavkem jejich kompatibilita.
Podniky zajišťující dodávky energie a provozovatelé
sítí měli v minulosti v případě rozvoden k dispozici
pouze proprietární systémová a komunikační řešení.
Stále chyběla jednotná norma pro techniku ochrany a
ovládací techniku.
rý měl umožnit rychlý přenos dat a řízení. Bylo nutné
nahradit autonomní přístrojovou infrastrukturu, která
dosud ovládala trh a nepřipouštěla kompatibilitu systémů různých výrobců. Kromě toho bylo třeba vzít v
úvahu, že mnozí dodavatelé energie dnes působí na
mezinárodních trzích. Tento trend bude pokračovat i v
budoucnu, a proto mají přístup k celosvětovým standardům. Pouze tak lze minimalizovat náklady a zajistit
hospodárnost projektů.
Hlavním technickým cílem je interoperabilita zajištěná
standardizovanou komunikací mezi přístroji různých výrobců. Možností rozšíření a změnami požadavků na
Před několika lety proto IEC a IEEE společně založily
pracovní skupinu, která měla vypracovat nový standard
a zavést ho na trh. Výsledkem je norma IEC 61850,
kterou jako standard podporují jak výrobci rozvoden,
tak i dodavatelé energie.
Cíl
Cílem bylo vytvoření jednotného, globálního komunikačního standardu pro techniku ovládání stanic, kteObr. 2: Ethernet Switch mCon 1083-ASFP
zařízení lze navíc realizovat úspory v oblasti designu
systému a bezpečnosti investic.
Řešení Harting
Technologická skupina HARTING nabízí přepínači
Ethernet série mCon 1000 řešení pro komunikaci založenou na IEC 61850. Přepínače jsou vhodné zejména
pro prostředí komunikačních sítí ve stanicích pro rozObr. 1: SFP Tranceiver
35
vod energie a rovněž ve větrných elektrárnách. Přepínače mCon 1000 Ethernet jsou navrženy jako výkonná
zařízení určená pro použití v průmyslu i individuálním
sektoru a podporují čtyři alternativní přístupy managementu: SNM P, V.24, Telnet a komforní internetový
přístup s příslušným oprávněním. Kromě toho je pro
konfiguraci přepínačů k dispozici software pro management sítě mCon-Manager V3.
Krytí, rozsah teploty a mechanická stabilita zajišťují
vysokou bezpečnost provozu a vyhovují maximálním
průmyslovým požadavkům. Na přepínač může být prostřednictvím kabelu Shielded Twisted Pair a různých
zásuvných modulů (SFP) připojeno až osm účastníků
Ethernetu, aby bylo možné individuálně přizpůsobit rozhraní požadovaným aplikacím. Management umožňuje
jednoduchou konfiguraci a správu z jedné centrály. Rapid Spanning Tree, management bezpečnosti, kontrola
přístupu, rozsáhlá autentizace vzhledem k dosahu a
IEEE802.1X, IGMP Snooping, VLAN, Quality-of- Service, určování priorit a SNMP-Traps jsou jen některými
z implementovaných možností. Výměna a zabezpečení
konfigurace mohou probíhat prostřednictvím volitelné
paměťové karty, přičemž v případě potřeby lze převzít
i adresu MAC.
Inteligentní technologie pro komunikaci
a řízení
Na cestě od pasivní napájecí sítě k aktivní síti je nezbytná inteligentní komunikační a ovládací technika se
spolehlivými systémovými komponenty. Série mCon
1000 splňuje jak tyto požadavky, tak i IEC 61850. Používání modulů SFP, Power over Ethernet (PoE) nebo
management bezpečnosti a mnohé další možnosti nabízejí uživatelům doplňkové funkce, které zajistí jejich
aktuální technický stav i v budoucnu.
Ingo Siebering
Market Manager Power Generation,
Control and Distribution, Germany
[email protected]
Kristian Brdar
Sales Engineer, Germany
[email protected]
36
Holger R. Doerre & Heinrich Schmettkamp
Nová energie pro zemi s vysokou spotřebou
Jižní Korea zahajuje změnu energetické strategie
Jižní Korea, dnes již 13. světová velmoc, spoléhá v budoucnosti více na obnovitelné zdroje energie pro zajištění
hospodářského růstu země pomocí inteligentní energetické kombinace. Harting Korea získal v oboru systémů a
jako dodavatel jihokorejského průmyslu vynikající pověst.
„Zelená energie“ není volbou, je to nutnost! Slib jihokorejského prezidenta Lee Meong- Bak na „Fóru pro obnovitelné energetické zdroje“ dne 11. září 2008 v Soulu
je jasný a srozumitelný. Jižní Korea hledá cestu pro
energetickou budoucnost, a ta spočívá v nezávislosti
na dovozu ropy a energie, tak jak to požadoval prezident Lee ve svém projevu v říjnu 2008:“ Doba nízkých
cen benzínu je minulostí! Budoucnost patří novým a
obnovitelným formám energie. Musí být pouze vytvořeny! Korea musí být v budoucnosti maximálně nezávislá
na stoupajících cenách ropy.“
Prezident Lee Meong – Bak zdůraznil vážnost oznámení slibem, že vláda bude v příštích pěti letech investovat kolem 3 miliard dolarů do solární energie, větrné
energie a technologií, podporujících úsporu energie
tak, aby bylo možno přestavbu energetického zásobování zahájit. Přitom je plánováno, že do roku 2030 má
vzrůst podíl obnovitelné energie na 13 procent a podíl
atomové energie má i přes nesnížený trend hospodářského růstu klesnout na 41 procent. Zůstávající podíl
46 procent má být pokryt fosilními zdroji energie.
Pro dosažení ambiciózních cílů korejské vlády jsou vytvořeny dobře připravené podpůrné programy, pomocí
kterých mají být jihokorejské a mezinárodní podniky
integrovány do vládní politiky „Low Carbon, Green
Growth“, s heslem „Málo uhlíku a zelený růst“.
Tato politika přináší první ovoce: Četné mezinárodní
firmy z oboru obnovitelných zdrojů otevřely v posledních dvou letech kanceláře v Jižní Koreji, aby byly přítomny od samého počátku. Důležitou roli přitom hrají
německé firmy, a mezi nimi jako exportér technologická
skupina HARTING.
Nové projekty v oblasti obnovitelných
zdrojů energie
Projekty vznikají přitom téměř z ničeho: Poté, co chce
Jižní Korea realizovat největší přílivovou elektrárnu na
světě, přicházejí ke slovu nyní také projektanti solární
a větrné energie. Na začátku září dokončil jihokorejský LG Solar Energy solární elektrárnu s kapacitou 14
megawatt jmenovitého výkonu na ploše cca. 300.000
3
37
Jihokorejská ofenziva v oblasti obnovitelných energií
otevírá firmě HARTING nové trhy a možnosti spoluúčasti. Jižní Korea je pro HARTING důležitým faktorem
na asijských trzích, právě novými aktivitami a strategiemi energetického zásobení. (Viz. obr. 1)
Obr. 1: Vývojový tým UNISON a HARTING, zleva Bong-Hyun SUNG
(Junior Research Engineer), Ji-Yune RYU (Managing Director – Wind
energy R D Center), Holger R Doerre (MD Harting Korea), Dae-Hyun
KIM (Senior research Engineer).
metrů čtverečních. Další velké solární parky jsou již
plánovány.
K tomu se řadí 14 nových větrných parků o celkovém
výkonu 2 gigawatt, které mají být připojeny do sítě
do roku 2012. Před Jeju, nejmenším ostrovem v Jižní
Koreji, a na západním pobřeží mají být do roku 2015
realizovány Off-shore větrné parky o celkovém výkonu
300 megawatt.
Výkon jihokorejského průmyslu
Ambiciózní plány budou z větší části realizovány samotným korejským průmyslem. Korea pracuje již od
devadesátých let aktivně na základním výzkumu. V dřívějších dobách byl prováděn vývoj produktu: Korejské
podniky vyvinuly větrná zařízení s výkonem až 2 megawatt a zahrnuly je do svého portfolia. Pro identifikaci
optimálních domácích lokalit se Korejci zaměřili mimo
jiné na průzkum a registraci kvality a výskytu větru na
korejském poloostrovu.
Postupem času je v oblasti větrné energie aktivních
pět jihokorejských podniků. Mimo oba vedoucí výrobce
zařízení pro větrnou energii HYOSUNG a UNISON,
kteří aktuálně nabízejí větrná energetická zařízení 750
kW a 2 MW, jsou to Doosan Heavy, Samsung Heavy
a Hyundai Heavy.
38
Řešení HARTING
Dosavadní projekty ukazují perspektivu aktivit firmy
HARTING. Ve společném projektu firem UNISON,
STEMMANN, TECHNIK, HARTING Německo a
HARTING Korea bylo vyvinuto systémové řešení pro
spojku vrtule větrné elektrárny 750 kW,
Při vývoji byl největší důraz kladen na to, aby zákazník
obdržel snadno ovladatelné konstrukční skupiny s konečnou úpravou, které umožňují jednoduchou montáž
na místě. Tyto vlastnosti jsou rozhodující také u prová-
Část A
Část B
Obr. 2: HARTING spojka
děných údržbářských prací pro minimalizaci nákladů a
prostojů při údržbě a opravách.
Díl B adaptéru HARTING je dodán přímo výrobci
technologie a u něj zabudován. Takto zhotovená jednotka je zabalena a dodána konečnému zákazníkovi.
Díl A adaptéru HARTING ze strany hřídele je firmou
HARTING Korea dokončen přímo na místě, odzkoušen, zabalen a předán konečnému zákazníkovi.
Konečný zákazník musí pouze namontovat díl A s termickou barierou na hlavní hřídel a provést připojení
Ukládací rám Han ®
(s plouvoucím uložením s vodicími prvky)
Kloubový rám Han-Modular ® s vodicími prvky
24 řídicích signálů
modulu Han ® DDD
Vodicí pouzdro
z mosazi
Konektor 2x4 vodičové kabelové
sběrnice Han ® Quintax
Napájecí (100 A) axiální šroubovací modul ®
Vodicí kolík V2A
Obr. 3: Kloubový rám Han-Modular ® s vodicími prvky. Pohled na zásuvný konektor
kabelem, protaženým hlavní hřídelí. Těleso je již potom
s předmontovaným dílem B nastrčeno přímo na díl A
a sešroubováno. Tím je montáž kompletní jednotky
ukončena. (Viz. obr. 2)
Expanze firmy HARTING Jižní Korea
Díky úzké technické a obchodní spolupráci mezi firmou
HARTING Korea, úseku Value Added Business firmy
HARTING Deutschland a externím výrobcem mohlo
dojít k dalšímu vybudování specifického know how společnosti. Rovněž je důležité, aby byl na této bázi rozhodujícím způsobem vybudován a dále upevňován vztah
k zákazníkovi. Kvalita spolupráce a kompetence u firmy
HARTING Korea jsou přijímány na cílových trzích s velkým zájmem. Rozhodující není přitom pouze odborná
zdatnost, která spolu s kvalitou a spolehlivostí produktů
zajišťuje výsledek, který je doporučován pro budoucí
projekty. Také mezinárodní spolupráce partnerů, bezproblémový proces a přesvědčivé sladění výrobních a
dodavatelských procesů mluví pro Harting. Ofenziva
obnovitelných zdrojů energie Jižní Koreje se tím stává
jedním z nejdůležitějších nových hráčů pro specifická
kompetentní řešení HARTING na trhu energie.
Holger R. Doerre
Managing Director, Korea
[email protected]
Heinrich Schmettkamp
Project Manager VAB, Germany
[email protected]
39
Anne Bentfeld
Řešení je vždy konkrétní
Funkčně spolehlivá řešení v přenosu signálů, energie a dat jsou technologickou základnou technologické skupiny
HARTING. Efektivní struktura firmy a důsledné využití nejnovějších technologií zajišťují cílený vývoj zákaznických
řešení firmy HARTING.
Být tam, kde zákazník chce? V průmyslovém vývoji
představují takové nároky normální případ: Vývoj řešení blízkých zákazníkovi znamená vzájemnou spolupráci se zákazníkem již od specifikace zadání až ke
konečnému vyřešení problému. Podniky s orientací na
řešení jako firma HARTING určují dnes směr vývoje a
podmínky. Průmyslová řešení ve strojírenství, v komunikační technologii, v automatizaci a dopravní technice – abychom vyjmenovali pouze některých oblastí, v
nichž je firma HARTING dnes činná – jsou založena
na intenzivní spolupráci mezi zúčastněnými podniky a
také na integraci různých kompetencí a perspektivách
řešení.
Technologická skupina v přehledu
Firma HARTING má široké spektrum na míru provedených řešení a výrobků pro aplikace v průmyslové oblasti. HARTING Connectivity & Networks nabízí konektory, prefabrikovanou kabeláž, montážní a spojovací
techniku a síťovou technologii na nejvyšší průmyslové
úrovni. HARTING Integrated Solutions nabízí design a
vyhotovení obvodových desek.
HARTING Mitronics se specializuje na multifunkční
MEMS Packages s 3D MID-technologiemi, senzorická a RFID-řešení, koncipovaná, realizovaná a vyráběná přímo ve firmě. HARTING Systems je jednou
z vedoucích vývojových firem a výrobce skříňových
technologií, prodejních systémů a automatů, mimoto
podnik nabízí i výrobu ve mzdě a montáž. HARTING
Applied Technologies se zabývá výrobou forem, lisovací/ohýbací technikou, vyvíjí a konstruuje speciální stroje. HARTING Automotive Solutions vyvíjí magnetické
systémy, spojovací technologii a elektromechanické
komponenty.
40
Technologická skupina HARTING je dnes komunikačně
a operativně integrovaný a rozvíjející se podnik, který
je aktivní se svými dceřinými podniky v 27 zemích. A
bude jich ještě víc. Ústřední prvek přitom představuje
výkonná, flexibilní, schopná rozvoje a stavebnicová
spojovací technologie.
Jeho koncepčním protikladem je úzké celosvětové propojení se zákazníky firmy HARTING. V dynamicky se
rozvíjející společnosti informací a poznatků probíhají
vývojové procesy na stále vyšší úrovni komplexnosti.
Nová řešení musí propojovat více funkcí v méně konstrukčních skupinách s menší potřebou prostoru, musí
při výrobě a použití šetřit energii a celkově se podílet
na snížení nákladů.
Partner našich zákazníků
Takových komplexních cílů lze optimálně dosáhnout
pouze v souhře podniků, které příslušné projekty od
začátku vyvíjejí a realizují. Konvenční výrobky se k
tomu nehodí. Proto firma HARTING těsně spolupracuje se svými zákazníky od začátku. Pracovníci firmy
HARTING a naše mezinárodní společnosti jednají jako
partneři našich zákazníků a jsou – v závislosti na projektu – ve včasném okamžiku zapojeni do vývoje nových výrobků, aplikací nebo postupů. Vytvářejí přitom
rozhraní k centrálně řízeným vývojovým a výrobním
oblastem technologické skupiny HARTING. Výsledkem
je cílené a efektivní nasměrování na požadavky zákazníka – a to v kvalitě HARTING.
Jdeme tam, kde jsou naši zákazníci, a tam, kam směřují. Na základě tohoto principu si firma HARTING získala
pověst spolehlivého a inovačního vývojového partnera,
schopného velkého zatížení. K tomu se ještě řadí to,
že se firma HARTING nejen podílí na vývojových projektech svých zákazníků, nýbrž projekty samostatně
iniciuje, formuluje a prosazuje řešení a standardy, aby
bylo možno průmyslové aplikace realizovat v celosvětovém měřítku. Cílem je vyrovnaný poměr vzájemného
užitku. Vysoké standardy kvality, stejně jako nový vývoj
výrobků jsou plněny vyrovnanými vývojovými a simulačními nástroji a efektivními a zatížitelnými soubory
testů. Testovací laboratoř firmy HARTING je certifikována dle EN 45001.
Technologie musí být inovační
Síťová, signální a rozvodná řešení se neopírají pouze o širokou paletu výrobků, ale i o širokou základnu
vědomostí. Na tomto postavený a perspektivní výzkum a vývoj jsou páteří technologie firmy HARTING.
Úzká kooperace s vědou a výzkumem, s
výzkumnými podniky celosvětově,
které jsou činné v konkrétním
vývoji průmyslových standardů jako samostatných
řešení, zajišťuje firmě
HARTING celosvětově uznávanou pozici
vedoucího podniku v
oblasti technologie konektivity.
Že se toto firmě HARTING podařilo, není jen otázkou optimálně vzájemně sladěných komponent a řešení. Je to samozřejmý
výkon celosvětově úspěšně činného technologického
podniku. Oblasti aplikace ukazují na potenciál a sílu
podniku: Výrobky a aplikace jsou uplatňovány v mikrostrukturní technice, v 3D-konstrukci a ve spojovací
technice, v aplikacích v oblasti vysokých teplot a maximálních frekvencí, používaných v telekomunikačních
a automatizačních sítích, v automobilovém průmyslu
nebo v průmyslových senzorických a akčních aplikacích. Harting také nabízí i RFID a Wireless technologie, jakož i obaly a skříně z umělé hmoty, hliníku nebo
ušlechtilé oceli. Z této bohaté technologické palety
vyvíjí firma HARTING konkrétní řešení pro své zákazníky.
Klíčový faktor kvalita
Pro kvalitu a spolehlivost existují samozřejmě jasné
indikace: V průběhu doby po desetiletí trvající úspěch
a dílem již desetiletí trvající úzkou spolupráci s klíčovými zákazníky lze snad hodnotit pouze nepřímo. Paleta
výrobků, nacházející se na nejvyšší technické úrovni, a role vedoucího podniku v oblasti technologie, s
níž firma HARTING prosazuje stále nové standardy,
nová řešení a nové možnosti aplikací na trhu, hovoří již
jasnější řečí. Zjednodušení procesů, snadná obsluha
a nenáročný servis při maximální spolehlivosti a výkonnosti, využití nejnovějších poznatků o materiálech
a výrobních procesech, zohledňujících stále i snížení
materiálových a energetických nákladů, patří k hlavním
směrům práce technologické skupiny HARTING.
V neposlední řadě ukazují certifikáty vysoké kvalitativní požadavky, které splňuje firma HARTING
a které jsou důsledným
řízením jakosti realizovány. Zde lze uvést:
Technologická skupina HARTING je
certifikována
dle
EN ISO 9001 a ISO
14001:2004 a podrobuje se pravidelně ekologickému auditu ES. Nové požadavky jsou přijímány aktivně. Že
firma HARTING jako celosvětově první podnik získala
certifikát kvality v oboru železniční techniky IRIS není
náhodou, ale výsledkem systematické činnosti, je základem pro budoucí vývoj.
Anne Bentfeld
General Manager
Communication and Public Relations, Germany
[email protected]
41
t e c . N e w s 17: P r o f e s i o n á l n í v y s í l á n í
Alex Najafi & Rhonda Stratton
Světla ramp
Nová řešení pro energetické napájení
a ovládání systémů jevištního
osvětlení
Jevištní světlo má účinkující dostat do středu pozornosti, samo o sobě má ale zůstat malé a pracovat úsporně. Firma HARTING realizovala pro americkou firmu z
oblasti osvětlovací techniky Strand Lighting flexibilní a
cenově výhodné řešení energetického napájení a ovládání jevištního osvětlení.
Precizní ovládání jevištního osvětlení je pro úspěch
profesionálních představení a zábavních programů
jedním z rozhodujících faktorů. Proto se používají profesionální osvětlovací systémy s vysokým výkonovým
spektrem. Náklady na pořízení, skladování a údržbu
vybavení však razantně stoupají. Technika a vybavení
nutné pro jevištní osvětlení se může stát nejdražšími
a pracovně nejnáročnějšími komponenty akce nebo
zajištění zpravodajství.
Investice do vybavení se ale vyplatí. Protože jen tak
lze zajistit, aby osvětlovací systémy optimálně splnily svou úlohu. Současně by jejich obsluha měla být
snadná a náklady by měly zůstat v plánovaném rámci.
Inovační tlak na branži je vysoký, v souladu se stavem
techniky.
Firma Strand Lighting se sídlem v Los Angeles v Kalifornii zásobuje zákazníky z celého světa nejrozsáhlejšími výrobkovými řadami stmívacích, světelných a
ovládacích zařízení pro designery osvětlení v divadlech, při televizním vysílání, pro filmové společnosti a
uspořádání akcí a architektonické aplikace. Jako jeden
z nejznámějších objektů světa je světelnou technikou
firmy Strand Lighting vybavena Eiffelova věž v Paříži.
42
t e c . N e w s 1 7 : H A Te c h n o l o g i e
Požadavek: Redukce místa a nákladů
Firma Strand Lighting hledala přiměřené a cenově příznivé řešení energetického napájení a ovládání světelného zařízení. Dosavadní systém, používaný firmou
Strand Lighting, využíval pro připojení stmívacích zařízení k řízení výkonu rozvodné přípojnice, což vyžadovalo hodně místa a mělo za následek dodatečnou
hmotnost. Bylo zapotřebí snížit potřebu místa a náročnost údržby a současně se měl zaručit bezporuchový
provoz systému. Nejoptimálnější možností bylo snížení
počtu konstrukčních dílů.
Řešení, které pro Strand Lighting zrealizovala firma
HARTING, využívá stavebnicovou spojovací techniku konstrukční řady Han® včetně příslušných kabelů.
Úspěch opatření lze vyčíst ze strohých čísel: Kompaktní Han® C Modul zvládl požadovaný proud 40 A
a současně snížil hmotnost zařízení z cca. 67,5 kg na
cca. 18 kg. Celkovou výšku jednotky bylo možno snížit
z cca. 2,45 m na 1,22 m. Tím lze vybavení podstatně
snadněji přepravovat nebo dokonce použít jako stolní
zařízení. K dalším výhodám tohoto řešení se přičítá
krátký čas montáže a demontáže, nízké pracovní náklady a vyšší spolehlivost systému. Náklady na údržbu
a doby výpadku bylo tímto způsobem možno výrazně
snížit. Vzhledem ke konstrukční velikosti byly navíc
uspořeny i dopravní a skladovací náklady.
Řešení H
ARTING pro firmu Strand
Lighting
Firma HARTING použila v rámci tohoto projektu různé
výrobky: kloubový rám Han® 16 B (4 moduly), Han® C
Modul, 40 A/1000 V, 10 mm², axiální připojení, 3 kontakty, kolíkový a zásuvkový nástavec, Han® DD Modul,
10 A/250 V, vrubovou přípojku, 12 kontaktů, kolíkový a
zásuvkový nástavec.
Stmívací moduly jsou k systému ovládání výkonu připojeny pomocí Blind-Mate techniky. Tím dochází k větší flexibilitě, zejména vzhledem k jednodušší výměně
stmívacích modulů nebo v případě údržby a oprav.
Prostorově úsporná technika se projevuje přímo ve
Obr. 1: Strand Lighting modul pro úsporu energie a stmívač
spínacím prostoru: Lehčí a menší zařízení přispívá k
snížení celkových provozních nákladů. Nižší hmotnost
má za následek nejen rozhodující úspory materiálu, ale
i úspory při přepravě, a umožňuje při poloviční potřebě
místa montáž dvojnásobného počtu stmívačů.
Alex Najafi
Area Sales Manager, USA
alex.najafi@HARTING.com
Rhonda Stratton
Marketing Communication Manager, USA
rhonda.stratton@HARTING.com
43
t e c . N e w s 17 : K a l e i d o s k o p
Sven Erdmann & Dr. Jens Krause
Nová detekce kazu
Firma HARTING dodává technologie
MID pro zubařskou diagnostiku
Použití systémů včasného identifikace získává význam
v diagnostice zubního kazu. Diagnostické přístroje DIAGNOdent ® pen musí být přitom možno použít ve stísněný
prostorových podmínkách snadno a bez obtěžování pacienta. Firma HARTING vyvinula pro ovládací a spínací
prvek přístroje DIAGNOdent ® pen 2190 řešení propojení
na bázi MID.
S přístrojem DIAGNOdent ® pen 2190, vyvinutým firmou
KaVo lze zubní kaz rozpoznat již v nejranějším stadiu, a to
na místech, která nejsou dosažitelná běžnými diagnostickými metodami. Intenzifikace diagnostiky zubu a
zintenzivnění profesionálního čištění zubů změnily v praxi značně diagnostické spektrum. Hlavní
pozornost je věnována především včasné
diagnostice, u níž mají být rozpoznána i
skrytá a ještě neviditelná poškození
zubu. Jemná poškození a nekavitní
časná stadia zubního kazu by měla
být detekována k umožnění iniciace
včasného ošetření a provedení vhodných
opatření.
Přístroj DIAGNOdent ® pen 2190 využívá k diagnostice
fluorescenci napadené zubní substance. Jako detekční
metoda je použito laserové měření fluorescence. Jako
zdroj budicího světla je použita laserová dioda s vlnovou
délkou 655 nm a světlo je k zubu vedeno optickými vlákny.
Detekce fluorescenčního světla ze zubu se uskutečňuje
pomocí svazku světelných vodičů. Vyhodnocovací elektronika konvertuje fluorescenční signál do číselné hodnoty
mezi 0 a 99. Pro včasnou diagnostiku jsou relevantní čtyři
stupně v rozsahu mezi 0 a > 30, na jejichž bázi může
diagnostikující lékař odvodit návrh na ošetření nebo další
diagnostiku.
Cílem postupu je bezpečná a spolehlivá diagnóza, u
které nejsou poškozeny zuby pacienta. Invazivní, taktilní
44
a konvenční vizuální diagnostické techniky lze výrazně
zredukovat. Bezpečnost diagnózy narůstá přibližně na
80 procent a přesahuje značnou měrou detekční kvótu
konvenčních technologií.
Bezbolestná diagnostika
Diagnóza je pro pacienty bezbolestná, diagnostikující zubař pracuje s malým nástavcem s integrovaným indikátorem – bez hadice a bez kabelu. Kromě toho identifikuje
akustický indikátor zubní kaz i pro pacienta.
Společnost KaVo prodává DIAGNOdent ® v dřívějším konstrukčním provedení již od roku 1997. Druhá generace s
typovým označením 2190 je s úspěchem nabízena na trhu
od roku 2005. V dalším vývoji aplikace spínačů prvního
stupně vývoje DIAGNOdent ® 2190 bylo implementováno
řešení MID, které spoluvyvíjela firma HARTING.
Společnost KaVo se v zásadě rozhodla již u první tržní
varianty přístroje DIAGNOdent ® pen 2190 pro silikonový
spínač se šesti vulkanizovanými karbonovými destičkami
jako spojovací kontakt na dvě kontaktní dráhy.
Dosavadní řešení pro spínač okružního připojení bylo založeno na nosném kroužku PEEK se dvěma pozlacenými
kontaktními kroužky. Kroužky byly zajištěny dutými nýty,
které byly použity také pro kontaktování. Nosný kroužek
PEEK byl zajištěn umělohmotným kolíkem. Lanka kabelu
byla přiletována do dutých nýtů. Toto řešení skrývalo pro
vývojáře nejmenší riziko uvedení přístroje DIAGNOdent ®
pen 2180 na trh v souladu s plánem.
Společnost KaVo zahájila ovšem již dříve vývoj pokračující varianty, při které měl konstrukční díl MID jako nosný
kroužek s integrovanými kontaktními drahami nahradit
montážní řešení jednotlivého dílu. Spojovací lanka by
měla být přitom v této variantě naletována na pokovené
kontakty.
Tato koncepční přestavba má řadu nevýhod detailního
řešení, která rozhodujícím způsobem ovlivňují hospodárnost produktu. Velké množství výrobních kroků vede
samo o sobě k neuspokojivé nákladové situaci. Četnost
poruch a zmetků při výrobě spínačů okružního připojení byla mimoto o 20 procent větší. Konstrukce vyžadovala nanejvýš precizní a absolutně bezchybné
provedení jednotlivých kroků, které nebylo možné
zaručit za hospodárných podmínek.
Miniaturizace
Řešení spočívalo v použití řešení MID: Spojovací
technologie MID (Moulded Interconnect Device,
vstřikovaný nosič spínače) je používána hlavně
v průmyslových aplikacích. Kritický přitom není
vývoj nových aplikací, nýbrž průmyslová realizace technologií, u kterých může být stabilizován a hospodárně realizován výrobní proces.
Jinými slovy: Výkonnost nových technologií
se neprojevuje v laboratorním nebo vývojovém prostředí, nýbrž v přechodu k průmyslové
aplikaci a výrobě. Společnost HARTING se stala v tomto
rozhodujícím bodu technologie MID vedoucí firmou na
trhu.
Výhody technologie MID jsou zcela zřejmé: Pomocí technologie vstřikování lze značně snížit konstrukční výšku a
velikost konstrukčních dílů a aplikací. Množství složek lze
rovněž snížit, stejně jako procesní kroky a montážní doby.
Kromě toho umožňuje technologie MID kombinaci mechanických a elektrických funkcí v konstrukčním dílu.
V úzké kooperaci mezi KaVo a švýcarskou pobočkou
HARTING v Bielu byla provedena konstrukce kontaktních
kroužků. HARTING ovládá kompletní procesní řetězec pro
technologii MID. Specifikace vstřikovacího nástroje provedla společnost HARTING, realizace konstrukce nástroje
byla podrobena přísné kontrole. Laserová strukturalizace
a pokovení byly provedeny ze strany HARTING (Biel)
Společnost Harting vyvinula a realizovala také připájení
obou lanek, které bylo za daných okrajových podmínek
složitým výrobním krokem. Kvalifikaci kontaktního kroužku a pájeného spoje ve vztahu na
speciální podmínky aplikace v zubařské praxi
provedla společnost KaVo Dental.
Hospodárnost a kvalita
Výsledek koncepční přestavby odpovídá očekávání v technologických inovačních procesech:
Značné zjednodušení výrobních procesů, zlepšení kvality výroby a zvýšení hospodárnosti –
kvalita optimalizace v důsledku změny konceptu
značně lepší než bylo očekáváno: V dlouhodobých pokusech a pokusech zatížení provedených firmou KaVo Dental bylo řešení úspěšně
testováno z hlediska opotřebení a odolnosti proti
desinfekci. Montážní čas kontaktního kroužku
MID byl snížen z 5.30 minut na 20 sekund, což
lze odvodit i z redukce konstrukčních dílů z osmi
na tři. Četnost zmetků se snížila na 0 procent.
Úspěch tohoto referenčního projektu se zakládá na
integrované kooperaci obou partnerů, jejichž kompetence vedly k velké součinnosti. Uživatelské know
how bylo přitom na straně zákazníka, know how pro
specifické prosazení MID a kompetence konstrukce na
straně skupiny HARTING. Pouze na této bázi mohly být
vzájemně sladěny požadavky a průmyslové výrobní procesy, které vedly k neočekávanému úspěchu, co se kvality
týče. Tak vede nejenom k dalším kooperačním projektům
mezi společnostmi KaVo a HARTING, ale lze zde očekávat i signály pro trh: Signály, demonstrující specifickou
procesní kompetenci technologické skupiny H
ARTING.
sven erdmann
Design Engineer R & D
KaVo Dental GmbH
[email protected]
Dr.-Ing. Jens Krause
Key Account Manager Transportation, Germany
jens.krause@HARTING.com
45
t e c . N e w s 17: A u t o m a t i o n I T
Server room
Production level I
Production level II
Production control level
sCon 3100-A
Production level n
sCon 3100-A
sCon 3100-A
Carsten Wendt
sCon 3100-A
Král ringu
Cyklická redundance s neřízenými přepínači (switch) zajišťuje vysokou
bezpečnost provozu průmyslové automatizace
Automatizace IT znamená díky jednotné komunikační platformě založené na Ethernetu větší efektivnost podnikových procesů. Všechny aplikace – od kancelářského až po průmyslové prostředí – budou převedeny na
jednu platformu. Komplexní požadavky na řízení, které z toho vyplynou, bude HARTING řešit použitím cyklické
redundance a neřízených přepínačů řady sCon.
Komplexnost automatizace IT na bázi Ethernetu je v
porovnání se separátní architekturou průmyslových
sběrnic vyšší: plánování aktivních síťových komponent
je náročnější, logické a fyzikální segmentování sítí získává vyšší význam. Cyklickým zálohováním, při kterém
se neřízené přepínače Ethernetu propojují do jednoho
okruhu, nabízí řada produktů sCon firmy HARTING
jednak možnost zvýšení použitelnosti automatizace
IT, jednak současně i optimalizaci konfigurace a ovladatelnosti sítě. Protože je i bez přídavného procesoru
dosaženo běžného Recovery Time, ušetří toto řešení
náklady na instalaci i materiál.
46
Bez navýšení režijní komunikace
Kruhové topologie jsou převzaty ze světa průmyslových
sběrnic a optimálně splňují požadavky mnoha zařízení,
která byla dosud řízena systémy těchto sběrnic. Pro
platformu Ethernet nepřicházejí hvězdicové topologie
obvyklé v kancelářské oblasti v úvahu, protože náklady
na propojení by byly příliš vysoké. Připojení jednoduché liniové topologie k okruhu naproti tomu výrazně
zvyšuje použitelnost zařízení při jen o málo vyšších
nákladech na propojení. V liniové topologii by již výpadek pouhého jednoho přístroje nebo přerušení jednoho kabelu znemožnily jakoukoli datovou komunikaci,
a proto byla vyvinuta zapojení do kruhu a jiná záložní
řešení. I když jsou tato řešení známá již dlouhou dobu,
chybělo dosud jednoduché a nenákladné řešení cyklické redundance pro neřízené přepínače. Trh dosud
nabízel pro řízené přepínače pouze proprietární řešení
nebo řešení založená na standardu IEEE 802.3 na bázi
softwaru pro protokol Rapid Spanning Tree (RSTP).
Během posledních let se stále více zkracovaly doby
zotavení (Recovery Time).
Pro aplikace na průmyslové úrovni však toto řešení,
které vyžaduje vysoké náklady a náročnou instalaci, není přijatelné. Požadavky uživatelů lépe splňuje
jednoduchá cyklická redundance. Od dosavadních
Obr. 2: Ethernet Switch sCon
3100-A
Obr. 2: Ethernet Switchs sCon
3063-AD
neřízených i řízených řešení se odlišuje tím, že systém lze konfigurovat přes USB Port. Pomocí tohoto
standardního rozhraní lze přes jednoduchý uživatelský
interface individuálně přizpůsobit nastavení přepínače.
U dosavadních řešení byly funkce jako např. Port Mirroring, Port Redundancy, Port Prioritization nebo Ring
Redundacy vyhrazeny řízeným přepínačům Ethernet.
Výhodou řady produktů sCon technologické skupiny
HARTING je jejich přizpůsobivost specifickým požadavkům konkrétních používaných aplikací. Pokud se
změní podmínky na místě, lze úpravou konfigurace
přepínač snadno a rychle přizpůsobit novým okolnostem. Konfigurace se během několika sekund přenese
do přepínače, a ten lze ihned uvést do provozu.
Bez konfigurace pracuje přepínač sítě Ethernet se
svými standardními parametry jako Plug-and-PlaySwitch.
sCon je kromě cyklické redundance nabízí navíc i funkci paralelní redundance . Obě tyto funkce představují
výraznou výhodu v porovnání s ostatními neřízenými
přepínači Ethernet, a sice ve smyslu požadavků kladených uživateli. Dnes se totiž stala v průmyslu standardem téměř stoprocentní dostupnost zařízení. Výpadky
jsou tolerovány nejvýše v řádu setin nebo jednoho až
dvou procentních bodů. Ztráta aktivního spojení na
několik sekund není za těchto podmínek přijatelná.
Takový výpadek sCon Switch vylučuje, protože je k
dispozici cyklická a paralelní redundance.
Optimální ochrana proti výpadku
dvojitou redundancí
Přepínač podle konfigurace samostatně rozpozná, že
jsou paralelně propojeny dva porty a jeden z propojů
deaktivuje. V pravidelném cyklu několika milisekund
přepínač zjisťuje, zda je aktivní spojení stále k dispozici. Pokud dojde k jeho ztrátě – poškozením kabelu
nebo přerušením spojení z jiného důvodu – systém
závadu okamžitě identifikuje a během několika málo
milisekund aktivuje pasivní port. Mezi přerušením a aktivováním záložního propojení zpravidla neuběhne více
než 40 ms. Aktivování paralelního spojení je podstatně
rychlejší než rekonfigurace síťě pomocí funkce Rapid
Spanning Tree.
Paralelní redundance se neomezuje pouze na dva porty, resp. na jedno spojení Switch-to-Switch. Na dvou
přepínačích lze nakonfigurovat až čtyři porty tímto způsobem. Tak lze realizovat redundantní liniovou topologii
s přepínači sCon, která zaručuje optimální bezpečnost
provozu.
Okruh sCon nemá omezení
Nové cesty řešení neotevírá pouze paralelní redundance, novým světem je i nová cyklická redundance sCon
z této řady produktů. Cyklická redundance umožňuje
totiž propojení libovolného počtu neřízených přepínačů
sítě Ethernet pomocí měděných nebo optických kabelů.
V okruhu sCon není nutné limitovat počet účastníků,
protože technické řešení vychází z technologie Switchto- Switch. Čistý Recovery Time činí při této instalaci
v okruhu s deseti účastníky 40 ms/switch. Vzhledem k
technické konstrukci a funkčnímu principu okruhu sCon
3
47
T$PO"%
T$PO"%
T$PO"%
Obr. 3: Kombinace okruhu sCon s paralelní redundancí
má počet přepínačů Ethernet na tuto hodnotu pouze
malý účinek. Další přepínač prodlouží Recovery Time
asi o 40 ms. Parametry zotavení SCon ringu jsou plně
srovnatelné s jinými řešeními. Ani výkonnost sítě není
zatížena přídavnými pakety dat nebo hlídači okruhu
sCon.
%"5"3"5&*/
-JOLEPXO
-JOLVQ
NT
Obr. 4: sCon Recovery Time
Funkce okruhu sCon se velmi snadno udržuje. Uživatel
pouze musí nakonfigurovat v okruhu jeden přepínač
jako Master-Switch. Všechny ostatní přepínače potom
musí být deklarovány jako Slaves. Podrobnější znalosti
sítě uživatel pro konfiguraci nepotřebuje. Odpadají tak
nákladná školení a zaučování pracovníků. Nová cyklická redundance sCon proto dovolí i uživatelům malých
sítí realizovat za výhodnou cenu kruhovou topologii.
Okruhy sCon lze dnes propojit například i malá výrobní
pracoviště s více výrobními buňkami. Uživatel neříze-
48
ných přepínačů tím dosáhne na
výkony, které byly dosud možné
pouze s řízenými přepínači.
Tato nová řešení eliminují některé vícenáklady, které se objevují
při použití řízených přepínačů
a to zejména pokud se využívá
pouze redundance pro zvýšení
dostupnosti . Kromě podstatně
dražších systémových komponent si musí zákazník obstarat
i know-how pro používání speciálního Software Management
Tools. sCon firmy HARTING lze
naproti tomu používat bez těchto
odborných znalostí.
Pole neorané
HARTING přináší redundanci do těch částí sítě, kde
optimální výkony pro plánování a provoz podávají neřízené přepínače Plug&Play. Tím je zaručena plná
funkčnost. Ve stále komplexnější síti bude technologie pro automatizaci dále vědomě optimalizována, aby
uživatelé získali plný rozsah výkonů s jednoduchou
obsluhou a za výhodnou cenu. Topologie, které byly
dříve vyhrazeny řízeným přepínačům, lze dnes obecně
realizovat produkty řady sCon firmy HARTING. Propast
mezi Office IT a průmyslovou automatizací je opět o
něco menší, protože došlo k významnému kroku ve
směru konvergence obou oblastí, uskutečněnému na
komunikační platformě automatizace IT.
Pokud by nějaký případ speciální aplikace vyžadoval kromě redundance i možnost řízení přepínače za
účelem plynulé integrace do firemní platformy, je takový upgrade možný přechodem k přepínačům mCon
HARTING. Znalosti, které má uživatel z neřízené oblasti, si zachovají svou cenu a nezmění se ani konstrukce a montáž přepínačů.
Carsten Wendt
Product Manager ICPN, Germany
carsten.wendt@HARTING.com
t e c . N e w s 17: P r o f e s i o n á l n í v y s í l á n í
Alex Najafi
Aplikace bez skříně
Blade-Storage systémy s průmyslovými přepínači Ethernet
Výpočetní centra průběžně zvyšují své kapacity na maximum a současně zlepšují bezpečnostní ochranu, aby
mohly v celosvětovém měřítku splnit požadavky vysoce konkurenčního a rychle se rozvíjejícího průmyslu. Modulární Rack-systémy bez kovové skříně otvírají výpočetním centrům nové cesty optimalizace. HARTING pro to
dodává přepínače Ethernet, zajišťující přístupnost, mobilitu a provozní spolehlivost.
Modulární Rack-systémy pro Blade-Server-Storage
umožňují rychlé navýšení nebo varianty paměťových
a IT-kapacit, což je důležité zejména pro průmyslová
odvětví s potřebou vysoké paměťové kapacity při rychlé přístupnosti, jako například ve filmovém a zábavním
průmyslu.
Bez kovové skříně poskytují tyto systémy dodatečnou
mobilitu a flexibilitu datového centra. Open-Air-systémy jsou však vystaveny nebezpečí, že vlivem přehřátí
nebo přetížení dojde ke ztrátě dat. Modulární Racksystémy proto musí být vybaveny vzduchovými chladicími systémy. Problematické je zde přehřátí, které
může vzniknout silným namáháním, a může tak přetížit
systémy. Proto jsou vysoce výkonná výpočetní centra
vystavena značným rizikům.
Vedoucí výrobce Blade-Storage-systémů a energeticky
efektivních platform na západním pobřeží USA použil
z tohoto důvodu průmyslový přepínač Ethernet s vysokou teplotní zatížitelností, protože jeho systémy jsou
vybaveny vzduchovým chlazením tohoto druhu. Mimoto
by přepínač Ethernet měl vyhovovat standardnímu 19“
Rack-systému. Proto byl použit pouze Ethernet-Board
bez kovové skříně. Spolehlivost přenosu dat byla rovněž rozhodujícím požadavkem.
Řešení vyvinuté firmou HARTING zvyšuje výkon výpočetního střediska na maximum, zlepšuje modulovou
mobilitu a chrání současně před přehřátím. Bez kovové
skříně lze 8-portový přepínač Ethernet firmy HARTING
bez problémů začlenit do stávajícího Rack-systému výpočetního střediska, zatímco je současně zachován
plně redundantní proudový systém. K výhodám tohoto
řešení se přičítá snížení výdajů za kabeláž, standardní náklady na výrobek v důsledku použití existujícího
výrobku a také provozní spolehlivost i při extrémně vysokých teplotách. Na jeden systém jsou zapotřebí dva
spínače Ethernet.
Lehký a kompaktní 8-portový přepínač Ethernet lze
bez problémů instalovat do Rack-systému 19“. K tomu
je extrémně prostorově úsporný. Přepínač Ethernet se
do konstrukce Rack-Cabinet integruje jako jednotlivá
zásuvka a je snadno přístupný pro modulační účely
a údržbu.
Ethernet zaručuje optimální ochranu a vysokou efektivitu výpočetního střediska. Průmyslový 8-portový
přepínač snižuje dobu připojení a zajišťuje přitom dodatečnou výkonnou datovou kapacitu. Největší předností přepínače Ethernet firmy HARTING je však jeho
teplotní rozsah. Technika svislého chlazení funguje v
každém vzduchem chlazeném systému výpočetního
centra.
Snižování nákladů, zvýšení efektivity a zlepšená
ochrana informací jsou pro všechny podniky, u nichž
je používán Blade-Storage systém, centrálním požadavkem, obzvláště když jsou zainteresovány na maximální možné efektivitě svých systémů. Přepínače
HARTING Ethernet jsou pro toto nosnými pomocníky,
i bez skříně.
Alex Najafi
Area Sales Manager, USA
alex.najafi@HARTING.com
49
t e c . N e w s 17 : H A R T I N G Te c h n o l o g y G r o u p
50
Thomas Heimann & Matthias Keil
Žádné jasnovidectví
Počítačové simulace optimalizují
návrh umělohmotných konstrukčních
dílů
Čas vývoje a vysoká kvalita jsou rozhodujícími faktory,
pokud jde o úspěch nových výrobků. Použití simulačního softwaru urychluje také vývoj nových produktů, u
nichž jsou použity termoplastické umělé hmoty. Společnost HARTING dále rozvíjí simulační metody tlakového
lití pro návrh nových výlisků i lisovacích forem.
Umělé hmoty hrají v elektrotechnickém a elektronickém
průmyslu rozhodující roli. Přitom jejich použití daleko
přesahuje jejich funkci jako jednoduchých izolačních
hmot. Jejich výkonnost a variabilita je téměř neomezená. Početné high-tech aplikace jsou možné vlastně až
použitím umělých hmot. Rozhodující podíl má přitom
razantní vývoj nových umělých hmot.
V centru pozornosti zpracovatelů umělých hmot jsou
přitom termoplastické umělé hmoty, které lze zpracovat
vstřikovacím způsobem. Každá termoplastická umělá
hmota má komplexní a specifické chování při zpracování, které musí být zohledněno při vývoji výrobku. Dnešní rozmanitost umělých hmot a velký počet parametrů
zpracování tím na jedné straně otevírá dosud neznámou variabilitu pro použití umělých hmot, a na druhé
straně jsou proměnné pro zpracování a použití natolik
početné a jejich spojení tak komplexní, že přiměřené
a úspěšné použití je možné pouze pomocí počítačové
simulace.
Cíle a možnosti simulace
Cílem simulace je provedení velmi kvalitní a vypovídající analýzy vstřikovaného dílu v co nejranější fázi
jeho vývoje. Přitom se možnosti rozprostírají od jed3
51
Poznatky ze simulace vstřikování
vztaženo na proces
vztaženo na produkt
Hospodárný
Plnitelnost
Porozita
Velikost stroje
Účinek tlaku
Smrštění a zborcení
Doba cyklu
Rozdělení teploty
Poloha styků
Redukce korektur
Efektivnost chlazení
Kvalita styků
Úspora materiálu
Vyvážení rozvodu taveniny
Orientace vláken
Uzavírací síla
Propadliny
noduchých pozorování plnicího procesu až po simulaci celkového procesu vstřikování včetně rozváděcího
systému lití a budoucího vstřikovacího nástroje. Důležité faktory vlivu na kvalitu konstrukčního dílu jako
vyrovnaný tok taveniny, homogenní rozdělení teploty
a tlaku nebo poloha kritických styků, by měly být přednostně prověřeny a optimalizovány již u virtuálního
výrobku. Vedle optimalizace geometrie konstrukčního
dílu je důležitou součástí simulace také optimalizace
procesu vstřikování. Charakteristické parametry procesu jako teplota nástroje a teplota taveniny, rychlosti
a tlaky vstřikování a rovněž profily dodatečného tlaku
a doby chlazení lze libovolně měnit a vyhodnocovat.
Nižší korekční křivky a kratší doby cyklu ušetří později
čas a náklady.
Spojení simulace vstřikování se strukturální analýzou
konečných prvků pro termoplastické umělé hmoty je
další podstatná oblast využití. Pro zlepšení mechanických vlastností se tak do termoplastických umělých
hmot přimíchávají skleněná vlákna. Je-li umělá hmota
roztavena a vstříknuta do tvarového nástroje, vyplývá na základě komplexních poměrů proudění lokálně
rozdílná orientace vláken. Ztuhlý konstrukční díl pak
obecně nevykazuje žádné izotropy, nýbrž anizotropy
popř. značně směrově závislé mechanické vlastnosti.
Simulace vstřikování poskytuje informace o lokálním
rozdělení skleněných vláken, která opět vstupují do následující strukturální analýzy jako vstupní veličiny.
52
Případová studie
Jednou v praxi hojně využívanou spojovací technikou pro díly z umělé hmoty jsou západková spojení.
V předložené aplikaci (viz obr. 1) se jedná o rozebíratelné spojení T-Infeeder. Obr. 2 zobrazuje řez tohoto
záchytného háčku. Lze rozpoznat výsledek simulace
rozdělení vláken. Červené oblasti zobrazují silně se
Obr. 1: T-Infeeder se záchytným spojením
projevující orientaci vláken. V modrých oblastech jsou
vlákna rozdělena nepravidelně.
Provádíme-li na tomto konstrukčním dílu elastickou
simulaci struktury konečných prvků s izotropním modelem materiálu při 35 procentech podílu skleněných
vláken, obdržíme průběh síla – dráha při činnosti zob-
Obr. 2: Orientace vláken v záchytném držáku (znázornění v řezu)
razenou na obr. 3 červenou barvou. Při respektování
lokální orientace vláken simulace vstřikování vyplývá
černý průběh křivky. K uvolnění spoje je zapotřebí
ovládací dráha cca. 1,5 mm. Předpověděná ovládací
síla izotropního výpočtu se nachází o faktor 1,5 nad
faktorem anizotropního výpočtu a udává působivě, jak
důležité je zahrnutí orientace vláken.
ACTIVATION FORCE [N]
Potenciály
Případová studie zobrazuje enormní potenciál spojení
simulace vstřikování a strukturální analýzy konečných
prvků. Rozpočtářům poskytuje možnost optimálního
využití výhod umělých hmot zesílených vlákny a konstruce konstrukčních dílů v souladu s vlastnostmi umělých hmot. Technologie a materiálové modely se pro
anisotropic
isotropic
ACTIVATION way [mm]
Obr. 3: Srovnání izotropní a anizotropní strukturální analýzy konečných
prvků
tento účel neustále vyvíjí. Cílem je napodobit chování
materiálu tak přesně, jak je jen možné pro urychlení
vývoje nových produktů, zajištění progresivnějších výsledků a pro možnost optimálního přizpůsobení výrobků výrobním procesům a možnostem aplikací.
Thomas Heimann
Project Engineer, Germany
thomas.heimann@HARTING.com
Matthias Keil
Computational Engineer, Germany
matthias.keil@HARTING.com
53
Ralf Hagedorn & Carsten Edler
Bezpečné konektory
Bezpečná spojovací technika hraje velkou roli zejména v elektrických
zařízeních
Moderní větrné elektrárny pracují se zálohovanými bezpečnostními systémy. Spojovací technika musí v tomto
případě zaručit bezpečnost provozu i v případě havárie. HARTING Han-Modular ® zaručuje bezpečný provoz i
v případě nouzového odpojení.
Moderní větrné elektrárny používají pro řízení výkonu
a otáček téměř výhradně tzv. „regulaci Pitch“. Tímto
způsobem se mění úhel nastavení listů rotoru a reguluje se příkon rotoru. Přestavení listů se provádí systémem „Pitch“. Tento systém je kromě toho využíván
i ke spouštění a odstavování zařízení a představuje
primární prostředek k zastavení provozu větrné elektrárny. Listy rotoru se v takovém případě otočí do tzv.
„vlajkové polohy“ (úhel Pitch = 90°). To vyvolá během
několika sekund zastavení rotoru.
Spolehlivost a bezpečnost jsou na
prvním místě
Při návrhu a konstrukci systémů Pitch je proto mimořádná pozornost věnována právě spolehlivosti a bezpečnosti. Aby se zabránilo situaci, kdy by jediná chyba
mohla vést k současnému výpadku všech tří pohonů
listů rotoru, je řízení jednotlivých pohonů realizováno
jako co nejvíce samostatné a nezávislé.
I při přerušení elektrického spojení mezi pohony listů
rotoru a řízením elektrárny lze proto nastavit každý jednotlivý list do „vlajkové polohy“.
Protože na ochranu před nadměrnými otáčkami rotoru
postačuje nastavení pouhého jednoho listu rotoru, je
možné považovat každý list rotoru za nezávislý brzdný
systém.
54
Pokud by došlo k výpadku dodávky energie, zajistí
funkci přestavení listu – a tím i funkci primárního brzdného systému – elektrický zásobník energie na pohonech listů rotoru. Pro tento účel je typické použití baterií
nebo kondenzátorů. U velkých větrných elektráren je v
těchto energetických zásobnících dosahováno napětí
až 420 V DC. Aby byla zaručena vysoká pohotovost
těchto zásobníků, pracují v režimu stand-by. Systémy
řízení baterií zaručují jejich neustálou připravenost.
Konektory HARTING splňují požadavky
Energetické zásobníky jsou zpravidla z důvodu bezpečnosti prostorově odděleny od ostatního elektrického
zařízení. Mohou být například umístěny v samostatné
části skříňového rozvaděče nebo mohou mít vlastní
skříňový rozvaděč. Rozvaděče musí být ovšem navzájem propojeny, přičemž na spojovací vedení jsou
kladeny stejně vysoké požadavky jako na ostatní komponenty systému Pitch a nouzového odpojení.
Konektory HARTING splňují požadavky na spolehlivé spojení skříňových rozvaděčů i na jednoduchou a
rychlou montáž systému. Jsou tedy očividně pro sektor
větrné energie důležité.
Kromě bezpečnosti provozu se pozornost zaměřuje i
na bezpečnost práce. I u otevřených zásuvných spojů
musí být zajištěna ochrana proti nebezpečnému doteku. To je důležité zejména u elektrických obvodů, které
jsou napájeny z více zdrojů (viz výše). U otevřeného
zásuvného spoje jsou obě strany konektoru pod napětím – na jedné straně pod napětím baterie, na druhé
straně pod nabíjecím napětím. Dosavadní konektory
však požadavky na ochranu proti nebezpečnému doteku nesplňovaly.
Řešení problému: modul Han® E Protected
Problém lze vyřešit osazením modulů Han® E Protected. S jejich pomocí lze u otevřených zásuvných spojů
zajistit ochranu proti nebezpečnému doteku na obou
stranách.
Pro SSB, jejíž počátky jsou spojeny s technikou pohonů a která patří k průkopníkům v
oblasti větrné energie i kompletního servisu
pro větrné elektrárny, pracuje v závodech
rozmístěných po celém světě více než 500
zaměstnanců v inovačním a na budoucnost
zaměřeném sektoru. Ústředí skupiny SSB je
v Salzbergen, jižní Emsland. Další pobočky
mimo Německo jsou v Holandsku, Španělsku
a Chile.
Konstrukční řada Han-Modular ® je otevřený, vysoce
flexibilní systém. Uživatel si sám může konektory sestavit do požadované konfigurace. Konstrukční řada je
neustále rozšiřována; k již dodávaným modulům pro
elektrické, optické a plynové signály je jako zatím poslední k dispozici modul Han® E Protected, zajištěný
proti nebezpečnému doteku.
Hlavním rysem tohoto nového modulu jsou kolíčkové a
zdířkové kontakty zajištěné proti nebezpečnému doteku, takže i v tehdy, kdy jsou kolíčky a zdířky pod napětím (např. u měničů kmitočtu), lze bezpečně realizovat
spojení. K dalším výhodám patří šest kontaktů Han®
E Crimp na 16 A, průřez připojovacího kabelu 0,5 – 4
mm², vysoké pracovní napětí 830 V a kolíčkové a zdířkové kontakty zajištěné proti nebezpečnému doteku.
Ralf Hagedorn
Project Engineer
SSB Service
[email protected]
Carsten Edler
Market and Application Manager
Wind Energy, Germany
carsten.edler@HARTING.com
55
Gert Havermann
Networking – PICMG stanovuje otevřené
standardy rozhraní
Definice otevřených standardů rozhraní náleží k nejdůležitějším úkolům v rychle se rozvíjejícím průmyslu. V
PICMG (PCI Industrial Computer Manufacturer Group) je HARTING jedním z nejaktivnějších nositelů pro zajištění
perspektivy podniků a pro určení nového vývoje.
Aktivní spolupráce v pracovních skupinách PICMG
znamená pro HARTING především odborné poradenství a podporu v otázkách, týkajících se konektorů. To
zahrnuje mechanické a elektrické řešení konektorů. Ale
také téma integrity signálu je intenzivně projednávána.
Práce je vysoce intenzivní. Týdenní telefonické konference a pravidelná setkání pracovních skupin ukazují
význam, který není veden na konsorcium a jeho práci
pouze ze strany společnosti HARTING. Aktivity PICMG
56
se ovšem neomezují pouze na diskuze a poradenství.
Aktivní spolupráce také znamená i prověření nových
specifikací, nacházejících se v návrhovém stádiu, pomocí simulací (HF, FEM) a zátěžových testů. Certifikovaná centrální laboratoř společnosti HARTING je
do těchto prací úzce začleněna. K tomu se připojuje
kompetenční centrum SI a vlastní vývojová laboratoř
firmy HARTING, které práci pracovních skupin PICMG
intenzivně podporují.
Pracovní skupiny
PICMG se věnují
různým pracovním
oblastem. Obě skupiny Rugged MicroTCA se zabývají z
největší části mechanickým rozvojem
standardů MicroTCA
s cílem použití systémové architektury
také v drsném proPoz. 1: Compact PC sub-rack
středí pro telekomunikační aplikace,
jako např. v průmyslu, letecké přepravě nebo dopravě
(viz. článek „Odolnost proti šoku“, viz 30).
U Compact PC Plus se jedná o převážně elektronickou modernizaci standardů CompactPCI, u kterých
má být zabráněno mechanickým změnám. U CompacttPCI plus je stávající paralelní struktura sběrnice
PCI rozšířena o sériový datový přenos bod k bodu.
To slouží zvláště pro zvýšení přenosového výkonu,
ale také funkčnosti, protože nové sériové protokoly
přenosu umožňují jednoduchou hvězdicovou stavbu.
Zpětná kompatibilita je přitom zachována na 100 procent, to znamená: Aktuální zásuvky Compact PCI by
měly neomezeně fungovat také v nových systémech
PICMG (PCI Industrial Computer
Manufacturer Group) je konsorcium se 450 firmami, které vyvíjejí
společně otevřené standardy pro
vysokovýkonné telekomunikační aplikace a průmyslové počítačové aplikace. Specifikace PICMG zahrnují: Compact PCI® , AdvancedTCA®
, AdvancedMC™ , MicroTCA™ , CompactPCI
Express , COM Express™ und SHB Express™
HARTING je v současnosti v 5 pracovních skupinách aktivní PICMG: Rugged MicroTCA.1,
Rugged MicroTCA.2 , Compact PCI Plus, PICMG3.1 und PICCC. (www.PICMG.org)
Obr. 2: ATCA sub-racks
CompactPCI plus. PICMG3.1 se otáčí rovněž kolem
elektronického rozšíření. Standard PICGM3.1 popisuje použití protokolů Ethernet v architektuře PICMG3.0
(také AdvancedTCA nebo zkráceně ATCA). Stávající
specifikace PICMG3.1 je v současnosti rozšiřována
kvůli podpoře nového sériového protokolu 10GBps dle
IEEE 802.3ap_KR.
PICCC (PCI Industrial Computers Channel Characterization) sleduje rozsáhlý cíl: Definici přenosových
kanálů pro vysoké přenosové výkony. Tuto definici by
měly v budoucnu sledovat všechny specifikace PICMG
a rovněž požadovaným způsobem také proprietární
architektury. Výhody těchto specifikací jsou značné.
Jednotlivá nomenklatura rozhraní v přenosovém kanálu pomáhá zabránit drahým omylům mezi výrobci
konstrukčních dílů a designéry systému/ konstrukčních
skupin. Lepší definice simulačních modelů a dat měření
zlepšují vyměnitelnost a srovnatelnost měřicích dat a
simulačních modelů. To spoří také čas při designu nových aplikací. Pro výrobce komponent to znamená, že
musí být k dispozici kompetence pro vytvoření těchto
dat, a že lepší srovnatelností je opětovně posunuta do
popředí kvalita komponentů.Pro HARTING to znamená
výhodu konkurence, protože je k dispozici kompetence
a kvalita hraje vždy hlavní roli.
Gert Havermann
Signal Integrity Engineer, Germany
gert.havermann@HARTING.com
57
Prof. Dr. Michael Beitelschmidt & Britta Rohlfing
www.messstrassenbahn.de
Výzkumníci dráždanské technologické univerzity a průmysloví partneři
provozují měřicí tramvaj pro průzkum tratě
Měření v terénu jsou vynikající základnou pro vývoj nových technologií v městské hromadné dopravě a drážní
technologii. Výzkumníci TU Dresden kolem Prof. Dr. Michaela Beitelschmidta provádějí ve spolupráci s průmyslovými partnery dlouhodobý program měření. Je mezi nimi i technologická skupina HARTING.
Drážďanské dopravní podniky dostaly v současné době
nová vozidla městské dráhy k rozšíření a obnově svých
služeb v okolí Semperovy opery. Byla dodána nová
vozidla společnosti Bombardier Transportation GmbH,
vyrobená v blízkém Bautzenu. S dodávkou nových vozidel se současně umožnila průkopnická kooperace
mezi dopravními podniky, výzkumem a ekonomikou.
Skupina výzkumníků z TU Dresden pod vedením Prof.
Dr. Michaela Beitelschmidta (Institut pro drážní vozidla
a drážní techniku) realizuje program, v jehož rámci má
být minimálně pět let prováděna registrace krátkodobých měření s vysokým rozlišením a průběžného namáhání tramvajových vozidel v normálním provozu. Pro
projekt se podařilo získat jedenáct partnerů z oblasti
průmyslu. Technologická skupina HARTING dodala
pro měřicí tramvajový vůz podstatný podíl konektorů,
kabelů a síťové technologie. Poznatky výzkumného
projektu mají být využity v budoucím vývoji drážních
vozidel. Náklady na vývoj a realizaci by se pak měly
snížit stejně jako doby vývoje.
Simulační programy, naplněné daty z provozu v terénu,
přitom poskytují rozhodující podporu.
58
Projekt byl iniciován již dříve. Již během výroby vozidla bylo instalováno vysoce kvalitní měřicí vybavení.
Pojízdná laboratoř je nasazována v normálním provozu Drážďanských dopravních závodů, aniž by kvůli
výzkumnému projektu došlo k omezení dopravy. Z
hlediska vysoké školy dosahuje výzkum s pojízdnou
laboratoří nových kvalit: měřicí tramvaj je v první řadě
k dispozici pro lepší vzdělávání budoucích techniků
kolejových vozidel jako předváděcí objekt při výuce.
Měření vozidla je zde možno simulovat a seznámit se
v reálném čase se všemi zvláštnostmi náročného každodenního provozu.
Pro výzkumy modelování a simulaci vozidel přejímá
měřicí tramvaj úlohu validačního instrumentu: každá
simulace musí být alespoň bodově zajištěna reálným
a schváleným měřením. Měřicí nosník s čidly, jehož
data jsou přesně známa a u něhož je dokonce možné
přiřazení měření k jednotlivým jízdním situacím, představuje proto ideální případ. Simulace vztažené ke
konstrukci vozidla lze návazně pro upřesnění simulace srovnat s reálnými daty. Tak lze vývoj drážních vozidel realizovat pomocí simulačních technologií s vyšší jistotou prognózy. Dlouhodobý
charakter měření navíc nabízí příležitost k
bar
wire rope
NI cRIO 9104
3x cap. acc.
NI cRIO 9104
3x cap.
acc.
microphone
2 DMS
2 DMS
3x cap.
acc.
4 DMS
Switch
HARTING
Ext HD
Industrial-PC
vehicle bus
Laptop
2 DMS
undercarriage box
NI cRIO 9104
Etc
GPS
1x cap.
acc.
2 DMS 2 DMS
Temperature
GPRS
1x cap.
acc.
2 DMS
connector Han® HPR
metal box
instrumented bogie
3x
1x ultrasound
Z tohoto projektu však mají prospěch
nejen univerzitní výzkumníci, ale i
průmysloví projekční partneři. Jeho
prostřednictvím je především možno
získat dlouhodobá data týkající se
namáhání vozidla, jízdní tratě a použitého měřicího vybavení, spočívající
na měřeních, získaných za provozu
v terénu.
6x
4x ultrasound
2x inductive
3x inductive
Diagram toku signálů
rozpoznání dlouhodobých a střednědobých změn ve
vozidle a na trati, které lze vztáhnout k provozu a odvodit z nich techniku prognostiky.
Projekt měření je výsledkem intenzivní a konstruktivní projektové spolupráce průmyslových partnerů,
dopravních závodů a TU Dresden. Celkem 50 měřicích míst – převážně dodaných od specialisty z oblasti
senzorů, společnosti Kistler Instrumente AG – je umístěno na ložiskách dvojkolí, otočném podvozku, vozové
skříni a v prostoru pro cestující. Ta průběžně evidují
dráhy kmitu, zrychlení, dilatace a další fyzikální veličiny. Veličiny jsou doplněny protokolováním elektrotechnických veličin. Tři měřicí převodníky od společnosti
National Instruments Germany GmbH přenášejí data
pomocí centrálního spínače HARTING eCon 4080-B
do průmyslového PC, který je ukládá na pevný disk.
GPRS-modem přenáší denní data do počítače.
Firma IMA GmbH Dresden převzala rozsáhlý
projekt softwaru.
Společnost HARTING používá výsledky měření přímo pro další vývoj
těžkých konektorů Han® HPR. Budoucí řešení konektorových spojů tak
mohou být ještě přesněji přizpůsobena skutečným požadavkům v provozu.
Nakonec využívají účastníci projektu tyto příležitosti k
intenzivní přípravě budoucích vědeckých pracovníků
a inženýrů na příští úlohy. Patří mezi ně i zkušenost z
intenzivní spolupráce se zúčastněnými.
TU Dresden zřídila webové stránky – na www.messstrassenbahn.de se dozvíte všechny novinky, týkající se
projektu.
Prof. Dr. Michael Beitelschmidt
Rail Vehicle and Rail Technology Institute, Dresden
University of Technology
[email protected]
Britta Rohlfing
Market Manager Transportation, Germany
britta.rohlfing@HARTING.com
59
Nouhad Bachnak
Dodavatelé
Vstřikované držáky spínačů (MID) se používají hlavně v automobilovém
průmyslu, v lékařské a v zabezpečovací technice
Miniaturizace konstrukčních dílů, zvyšování funkčnosti a redukce konstrukčních dílů pohánějí vývoj MID
komponenty vpřed. Společnost HARTING se koncentruje na dvoukomponentní tlakové odlitky a přímou
laserovou strukturalizaci.
Nejenom v samotné odborné diskuzi, ale i v praktickém použití má aplikace komponent MID (Moulded
Interconnect Device, tzn. vstřikované držáky spínačů)
obzvláštní oblibu. Pro zákazníky a výrobce vzniká
díky relativně mladé technologii řada výhod. Vývoj
je přitom hnán dopředu více faktory, ze kterých je
60
nejdůležitější miniaturizace komponent na základě
problémů s konstrukčním prostorem nebo kvůli požadovanému ovládacímu komfortu. K tomu se připojují
požadavky na racionalizaci, redukci počtu dílů, procesních kroků nebo montážních časů. Kromě toho
by měly být integrovány nové a další funkce, které
jsou umožněny až na základě vysokých možností integrace, tvarování a přesnosti 3D-MID. Nakonec by
měly být kombinovány mechanické a elektrické funkce
v jednom přístroji.
Dvoukomponentní vstřikovaný výrobek (2K) je obzvláště dobře vhodný pro výrobu komplikovaného 3D – držáku spínače s vedením vodičů v pravém 3D uspořádání
(např. vedení vodičů na minimálně třech rovinách a
3
Výrobní postup MID u společnosti
HARTING AG
Společnost HARTING přijala výzvy tohoto vývoje včas
a po zhodnocení různých MID postupů se zaměřila na
dva způsoby výroby: Na dvoukomponentní vstřikování
(2K) a přímé laserové strukturování (LDS). Oba postupy jsou ve své robustnosti a kvalitě rovnocenné.
Svými výhodami a nevýhodami se navzájem doplňují.
V závislosti na aplikaci se jeden z postupů nabízí jako
obzvláště výhodný.
Obr. 1: Vyšší stupeň automatizace ve výrobě. Robotická
buňka pro laserový proces
61
válcové otvory v substrátu). Nevýhodou u metody 2K
je, že jednou stanovené uspořádání lze měnit pouze ve
spojení se změnou nástroje. Kromě toho jsou nástroje
2K náročné a vyplatí se teprve u vysokého počtu kusů
(typické < 500 T hod/rok). Kromě toho je minimální šířka vedení vodičů značně větší než u metody LDS.
Přímé laserové tvarování (LDS) je obzvláště účinné
tam, kde má metoda 2K své největší nevýhody. Náklady na nástroj odpovídají běžnému nástroji pro umělou
hmotu. Změna uspořádání je realizovatelná pomocí několika zásahů změnou software laseru. To nabízí např.
možnost vyrábět množství variant osazení se stejným
základním substrátem. Minimálně dosažitelné šířky vedení vodičů jsou menší než u metody 2K. Podstatnou
nevýhodou metody LDS je, že pro laserový paprsek
nelze popř. lze jen velmi složitě pokovovat přístupné
oblasti, protože tyto oblasti nemohou být v přípravě
tvarovány. Alternativně vyžadují náročné tvarování z
více pozic.
Aplikační pole
Nejdůležitější sériové výrobky HARTING MID jsou
používány v současnosti hlavně v automobilovém průmyslu, lékařské a zabezpečovací technice. V oblasti
klimatizační techniky a automobilovém průmyslu se
používají solární senzory, které jsou provedeny jako
pokovený substrát v technologii 2K jako držáky chipů,
spojených technologií tenkého drátu. V Adaptive Cruise
Control a v automobilovém průmyslu nabízí HARTING
radarový senzor jako mechatronický modul v technologii LDS s osazením SMD, kontaktováním konektorů
a pájenými spoji. V dentální technice náleží do portfolia firmy HARTING spínač, v technologii sluchových
přístrojů držák mikrofonu a u světelných závor a při
kontrole procesu v automatizační technologii světelný
senzor. Pro kamery a průmyslovou automatizaci nabízí
HARTING kamerový modul jako mechatronický modul
s pravým 3D SMD osazením.
MID technology at Harting
V současnosti se u společnosti HARTING používají
jako substrát v sériové výrobě následující materiály:
Vectra E8520i LDS, E840i LDS, Pocan DP 7102, DP
– T7140 (pro metodu LDS), Vectra E130/E820i Pd (pro
metodu 2K). Nejtvrdší elektrické, mechanické testy
a testy vlivu na životní prostředí dle norem IEC jsou
nutným předpokladem pro sériové použití. Standardní zatížení u testů HARTING je tepelné skladování při
125°C po dobu 1000 hodin, test změny teploty z -40°C
do +125°C (1000 cyklů, pro LCP do 150°C). K tomu se
připojuje zkouška vlhkým teplem (85°C/ 85% RH, pro
DP-T7140 40°C / 93% RH), vícekomponentní průmyslový vzduch (21 dnů) a různé vibrační zkoušky, mimo
jiné širokopásmová vibrační zkouška.
Electrical parameters:
-Odpor izolace: > 10 Mohm
-Hustota proudu: 250 mA at 200 µm šířka dráhy (500
mA at 500 mikrometrů šířky)
-Elektrická pevnost: 200 V at 200 µm vzdálenost dráhy
Obr. 2: Průběh procesu MID metodou LPKF LDS (tlakový odlitek,
laserování, pokovování a osazení SMD)
62
V oblasti AVT (konstrukční a spojovací technologie)
naleznete u technologií HARTING aplikace jako SMD
na MID (s bezolovnatým pájením popř. „vodivé lepení“),
Attach Wirebond a FlipChip
Výroba 3 D MID dílů je z technologického hlediska náročný proces. Rozpoznání souvislostí a ovládnutí výrobního procesu jsou nutné předpoklady pro
úspěch technologie. Z tohoto důvodu soustředila firma HARTING AG Mitronisc veškeré kroky zhodnocení
vstřikovaného výrobku od vstřikování až k AVT popř. k
ChipPackaging v sídle firmy.
Podstatné komponenty, na které je v současnosti nutné
se z hospodářského hlediska soustředit kvůli výraznému pokroku technologie MID, je automatizace, stabilizace jednotlivých procesů a propojení jednotlivých
procesních kroků.
Nouhad Bachnak
Head of Research & Development, Switzerland
nouhad.bachnak@HARTING.com
FTS 3100
People | Power | Partnership
Superior performance driving automation.
Integrate all company applications into a convergent network with standard Ethernet.
www.HARTING.com
That is Automation IT.
Identifying and accelerating automation data frames to achieve the deterministic
response and real time performance automation requires at field level.
That is Fast Track Switching.
Marienwerderstrasse 3 | 32339 Espelkamp | Phone +49 5772 47-0 | Fax +49 5772 400 | [email protected]
63
Gert Havermann
Testy zrychlují
Harting optimalizuje charakteristiku vysokofrekvenčních vlastností
Aby bylo vyhověno rostoucím požadavkům stále vyššího stupně výkonu také z hlediska měřicí techniky, byla
Signal Integrity Labor firmy HARTING Technologiegruppe vybavena zkušební stanicí. Zkušební stanice vycházejí
z technologie polovodičů, použít lze ovšem také vysokofrekvenční charakteristiku pasivních elektronických dílů
jako např. konektory nebo vodicí desky.
Složitost u charakteristiky dílů je v připojení jednotlivých
dílů k potřebným měřicím přístrojům. Elektronické konektory musí být pro charakteristiku většiny vlastností
namontovány na vhodnou vodicí desku. Ta musí disponovat vedle rozhraní k měřicímu přístroji také nákresem
vodičů pro měření, aby se nepřekrývaly vlastnosti desky s plošnými spoji konektoru. Z tohoto důvodu musí
být pro různá měření použité rozdílné desky s plošnými
spoji. Design desky s plošnými spoji pro vysokofrekvenční charakteristiku musí být bez ztrát a odrazu při
minimálním přeslechu, aby umožnila extrakci čistých
64
vlastností zástrčky. Pro připojení měřicích přístrojů jsou
zapotřebí vysoce jakostní koaxiální spojovací články,
pokrývající celé měřené frekvenční pásmo.
Přechod koaxiálního konektoru na desce s plošnými
spoji musí být složitě simulován a optimalizován, aby
bylo zajištěno přesné měření. Potřeba místa koaxiální
zástrčky vyžaduje relativně dlouhé, a tím ztrátové dráhy vodičů na testovací desce s plošnými spoji (viz. obr.
1 Testovací deska s plošnými spoji). Zkušební stanice
nahrazuje koaxiální konektor a výrazně minimalizuje
tec.News 17: Professional Broadcast
Obr. 1: Testovací deska s plošnými spoji s koaxiálnímu konektory
komplexnost testovací polovodičové desky, při současném zlepšení kvality měření).
Zkušební stanice je v principu mechanické uspořádání,
které polohuje vysoce precizně rozdílné měřicí hlavy k
testovacímu objektu (viz poz. Zkušební stanice). Polohování měřících hlav by mohlo teoreticky proběhnout
také i ručně, mechanická okrajová data vysokofrekvenčních měřicích hlavic popisují ovšem jasně nutnost
zkušební stanice:
- minimální vzdálenost kontaktů < 0,1 mm
- současné kontaktování na 8-12 místech na datový
výkon (dle měřicí hlavy)
- současný, reprodukovatelný většinou úzce tolerovaný
tlak kontaktů (často menší jak +/- 0,1 N)
Protože samotné kontaktování probíhá přímo na vodicí
desce popř. testovacím objektu, odpadají koaxiální konektory zabírající místo (viz obr. 3: Zkušební testovací
karta). Nejmenší vzdálenosti kontaktů měřicích hrotů
dovolují nadále umístit kontaktní desky na vodicí desky velmi blízko k měřicímu objektu, čímž lze extrémně
zkrátit vodicí dráhy. Zbývající dráhy vodičů jsou v ideálním případě tak krátké, že je jejich vliv zanedbatelný.
Měření pasivních vlastností jednotlivých systémových
komponent (např. Backplanes) není na základě jejich
velikosti a geometrie většinou možné přímo se zkušební stanicí. Zkušební stanice může být ovšem použita
pro přímé měření vlastností testovací karty s plošnými
Obr. 2: Zkušební stanice
Obr 3: Testovací deska s plošnými spoji s kontaktními deskami pro
zkušební stanici
spoji, aby bylo možné tyto vlastnosti kalkulačně odstranit z celkových měřicích dat (demmbedding). Poté
zbývají vlastnosti požadovaných komponent.
Gert Havermann
Signal Integrity Engineer, Germany
gert.havermann@HARTING.com
65
66
Tadeusz Wróbel, Maciej Blach & Hanna Patalas
Vědomosti jsou dobré, přesnější znalosti
jsou lepší
Dálková diagnostika šachtových navijáků v hornictví zajišťuje provoz i v drsném
prostředí
Šachtové navijáky pracují v hornictví v nejtěžších provozních podmínkách.Fluidní okolí v agresivním chemickém složení, v prostorách ohrožených výbuchem metanu a uhelného prachu představují extrémní požadavky
na provozní bezpečnost. Spolehlivé a precizní systémy dálkové diagnostiky mají proto enormní význam. Firma
HARTING dodává pomocí konektorů Han-INOX® výkonný systém polskému výrobci měřicích zařízení TEMIX.
TEMIX vyvíjí od roku 1988 systémy, které kontrolují
stav povrchu vrchních lan šachtových navijáků a realizují vyrovnávací opatření. Zařízení TEMIX se používají
pro přímé měření zatížení vrchních lan u šachtových
navijáků s více lany a rovněž pracovních plošin ve vyhloubených šachtách. Dlouhodobé vývojové a praktické zkušenosti jakož i plánované aplikace moderních
technologií a měřicí techniky učinily z firmy TEMIX
jednoho z vedoucích výrobců v Evropě. K dosavadní
oblasti použití systému náleží doly na měď a uhlí v
Polsku, České Republice a v Rusku.
K systému TEMIX patří mimo měřicí a vyrovnávací jednotky program pro grafickou analýzu sil, působících na
lana. Data a informace o stavu vrchních lan jsou tak
rychleji identifikovatelné, takže dozorčí služba šachty má možnost zasáhnout dříve a s větší přesností.
Provozní bezpečnost šachtových navijáků se výrazně
zvýšila. Nebezpečí, které má svůj původ v rozdílných
silách, působících na lana, je téměř eliminováno. K
tomu se přidružují další výhody:
- Rovnoměrné opotřebování použité sady lan navijáku
je zaručeno, doba životnosti lana se prodlužuje.
- Kvalita vedení těžních nádob se zlepšuje.
- Opotřebení prvků kuličkového vedení nádob a vedení
šachty se snižuje a prodlužuje se jejich životnost.
Evidence a přenos dat
Systém používá radiový přenos dat. Výsledky měření
jsou přenášeny průběžně pohyblivými těžními nádoba-
mi na kontrolní jednotku. Přitom jsou zasílány nejdůležitější provozní parametry navijáku, jako jsou hodnoty
sil působících v laně a rovněž měřicí hodnoty takzvané „dopravní truhly“ dopravního koše. To znamená, že
jsou měřeny faktory zrychlení ve dvou souřadnicových
osách kolmo ke směru jízdy dopravního koše. Pomocí
radiového přenosu komunikuje průmyslový počítač s
mikroprocesorem, který se nachází na nádobě a servisní data jsou přenášena pomocí jeho provozního stavu stejně jako data měření. Pro realizaci řešení bylo
použito více modemů (cca. desítky 500 (mW)), radiové spojení je zajištěno pomocí všeobecně přístupného
frekvenčního pásma (viz. obr. 6).
Nové je řešení, které bylo vynalezeno pro dodávku
energie řídicího přístroje, které se nachází na těžní
Obr. 1 : Sběrný podavač s jiskrovou bezpečností v mikroprocesorovém
řízení pro měření zatížení svrchního lana těžní nádoby s konektorem
Han ® Q/0 Quick Lock v pouzdru 3 A INOX
3
67
nádobě. Kromě toho bylo vyvinuto nové dálkové řízení
měřicích funkcí řídicího přístroje. Řízení, přenos dat a
dodávka energie probíhá, jakmile se nachází dopravní
koš na horní nakládací stanici. Dodávka energie měřicí
a řídicí jednotky probíhá pomocí elektromagnetického
pole a nikoliv pomocí kontaktu. V nakládací poloze činí
vzdálenost mezi vysílačem energie a přijímačem energie nanejvýš 50 mm. Řízení je možné z libovolného
počítačového terminálu podnikové sítě.
Příspěvek firmy HARTING
Pro zajištění dodávky energie zařízení používá TEMIX
pouzdro HARTING z konstrukční řady Han-INOX® s
rychle smontovatelnou a zatížitelnou konektorovou
spojkou. Používá se Han® Q 5/0 s přípojnou technologií
Quick Lock. Materiál použitý u Han-INOX® a spojovací
technologie je blízký použití v hornictví (obr. 1). Důvod: Průmyslová standardní pouzdra jsou z hliníkových
slitin nebo zinko-hliníkové slitiny. Zákonné a procesní
požadavky – zabránění explozi metanu – ovšem tyto
materiály nesplňují.
K nejdůležitějším přednostem pouzdra Han-INOX® â
pro použití v nejtěžších okolních podmínkách patří:
Provedení z nerezové oceli vykazující oproti slitinám,
obsahujících hliník nebo jiné materiály značně vyšší
mechanickou pevnost. K tomu se připojuje jednoduchá
a rychlá obsluha Han-Quick Lock®, která je významná
pro rychlou montáž a demontáž.
Proces
Na základě přesné analýzy vlivů a účinků sil v lanech
jsou prováděny na celkové trase průjezdu šachtového
koše korekce, založené na změně průměru při navíjení lana na hnací buben stroje, a rovněž změna jeho
délky. Na rozdíl od dříve používaných metod by přitom
mělo být vyrovnáno zatížení mezi jednotlivými lany
dopravní nádoby pomocí více lan. To je dosaženo vyrovnávací pákou, přičemž vyskytlé rozdíly sil mohou
dosáhnout při správné údržbě zavěšených elementů
30-40 procent. V dosavadní praxi nepřekročily korekce
diferenční hodnoty +/- 2 až 3 procenta. To znamená,
že technologie pro měření a vyrovnání od firmy TEMIX
vykazuje značně vyšší efektivitu než byla přepokládána (viz. obr. 2-5).
68
Vyrovnání zatížení svrchního lana
těžní nádoby
Obr. 2: Diagram sil působících v lanech dopravní nádoby před
korekcí (přímo po zabudování lana)
Obr. 3: Diagram sil působících v lanech dopravní nádoby po
prvním korekčním opatření
Obr. 4: Diagram sil působících v lanech dopravní nádoby po třetím
korekčním opatření.
Obr. 5: Diagram sil působících v lanech dopravní nádoby po
korekci (uznáno uživatelem jako uspokojivý výsledek)
Pracovní místo strojníka
Provozní síť LAN
Eternet
10/100MB/s
Data
systému
serveru
Horní dopravník
Centrální řídící zařízení
Hlavní
šachta
RS485
(2 páry)
Naddůlní
šachtové
zařízení
Hlavní
mechanik
šachty
Vizualizace aplikace:
Rozložení sil v lanech
Servisní aplikace: Kontrola pracovního stavu
zařízení
Aplikace: Kontrola
dálkového řízení systému Pracovní místo
strojníka
Místní řídicí
přístroj
Jiskrově bezpečný sběrný podavač
v mikroprocesorovém řídicím zařízení pro měření zatížení vrchního lana
těžební nádoby
Obr.6: Systém pro kontrolu kvality vedení dopravní nádoby z šachtového navijáku s více lany v hornictví
Použití
Dosavadní standardní řešení nebyla používána v nevýbušných prostředích. Jejich slabá místa spočívala v
použité průmyslové spojovací technologii. V důsledku
neobvykle složitého okolního a pracovního prostředí,
které stanovil zákazník na firmu TEMIX, byly požadavky (mechanická pevnost pouzdra, třída ochrany
IP) značně vyšší než ve standardním prostředí. Žádný
z dosavadních konektorů TEMIX nemohl být použit v
prostorách s nebezpečím výbuchu metanu. To byl ale
hlavní požadavek pro použití zařízení v dolech uhelné
pánve Ruska v Jižní Sibiři.
Požadovanou provozní způsobilost vykazovala pouze
spojovací série typu Han-INOX® s integrovaným konektorem Han® Q 5/0 Quick Lock.To neumožňovalo
certifikaci zařízení také pro drsné prostředí a úspěšné
použití u konečného zákazníka.
Ing. Tadeusz Wróbel
Managing Director
TEMIX Sp. z o.o
[email protected]
Maciej Blach
Market Manager Industry, Poland
maciej.blach@HARTING.com
Hanna Patalas
Market Development Manager, Poland
hanna.patalas@HARTING.com
69
Hassan Ouraghi
Dobrou chuť!
Profesionální konektory pro francouzské gurmány
Francouzové mají ve zcela zvláštní oblibě vafle a palačinky – crèpes. Zejména v západní Francii patří crèpes na
jídelní lístek k místním specialitám. Firma HARTING podporuje výrobce, firmu Krampouz, sídlící v Pluguffan na
samém západě Bretaně, aby si lidé po celém světě mohli užít tuto Francouzy tak milovanou svačinu, kdekoliv
chtějí.
Firma Krampouz je od roku 1949 specializována na
výrobu forem na palačinky a vafle. Podnik nabízí dvě
výrobní linky: jednu pro domácí a druhou pro profe-
70
sionální potřebu. Právě v profesionální oblasti jsou
požadavky nejen na kvalitu vaflí a palačinek, ale i na
spolehlivost forem na palačinky a vafle výrazně vyšší
než v privátní oblasti. Profesionální pekaři palačinek
– crèpes a vaflí, potřebují spolehlivé a vždy pohotové
zařízení, aby mohli rozvinout své pekařské umění, a
to za všech myslitelných okolností. I když jsou crèpes
a vafle „pouze“ svačinová jídla – kvalita je pro firmu
Krampouz francouzskou věcí cti.
Rozmanité crȇpes
Formy na palačinky a vafle jsou nabízeny v různých
velikostech a vybavení, podle místa použití a namáhání. Tak jsou formy používány nejen stacionárně v
restauracích, ale i na trzích a akcích pod širým nebem. Zařízení tedy musí být snadno přepravitelná, s
možností rychlé montáže a demontáže a musí zůstat
spolehlivě funkčně schopná i za nepříznivých povětrnostních podmínek.
To vede i k zvláštním požadavkům na výkonový konektor, který je u variant v profesionální oblasti používán. Protože se může stát, že se konektor v praktickém použití často zkroutí a kabelové šroubení se
rychle opotřebuje. U dosavadních řešení používaných
firmou Krampouz musela být kabelová šroubení často
vyměňována.
Použití: Rychle a všude
Firma Krampouz proto pro přenos proudu v poslední
době úspěšně používá Han® Q 5/0 s připojením Quick
Lock. Tímto přechodem se firmě Krampouz podařilo
nejen uspořit náklady, nýbrž i výrazně zvýšit spolehlivost svých zařízení, a tím výrazně zlepšit spokojenost
zákazníků. Snadná obsluha, rychlá montáž, zatížitelné
spoje a malé opotřebení hovoří pro řešení HARTING.
K tomu se řadí připojovací technika Han® Q 5/0 Quick
Lock, kterou lze montovat bez použití nářadí, což velmi
pozitivně ovlivňuje zákaznický profil firmy Krampouz.
Konečně je předností i silný přenosový proudový výkon
tohoto kompaktního konektoru.
Při vývoji nového stroje, který zvláštní měrou zohlednil
požadavky zákazníka, firma Krampouz použila i Han®
Q 5/0 Quick Lock. Hlavním požadavkem přitom bylo,
Obr. 1: Profesionální forma na vafle (prototyp)
Obr. 2: Han ® Q 5/0 Quick Lock s kovovým šroubením a přepážkovým
šroubením
aby se elektrické spojení dalo snadno sestavit a opět
uvolnit, aby bylo možno stroj bez problémů transportovat a čistit.
Po tomto úspěšném nasazení provedla firma Krampouz technickou studii a výpočet hospodárnosti a došla
závěrem k rozhodnutí, že toto nové řešení zařadí do
programu katalogu v prvním čtvrtletí 2009.
Hassan Ouraghi
Industrial Product Manager, France
hassan.ouraghi@HARTING.com
71
Tomas Ledvina & Jakub Vincalek
Speciální výtahy na
stavbách
Automatický systém pro řízení speciálních výtahů
Už jenom ze společenských románů se dnes dozvíme, jak v každém lepším hotelu či v domě s luxusními apartmá
obsluhoval výtah „liftboy“, který hosta dopravil do žádaného patra. Poměrně rychle zde lidskou obsluhu nahradily
více či méně výkonné automaty.
Co všechno taková automatika dokáže v osobních výtazích zná každý dobře z vlastní zkušenosti. Technika se
však nezastavila u tohoto druhu zdviží. Existuje řada speciálních výtahů, kde se automatizační prostředky rovněž
dobře uplatňují. Dobrým příkladem takové aplikace jsou
výtahy stavební. U náročných staveb bychom už těžko
vystačili s metodami, kdy plošinu posílal strojník do toho
patra, ze kterého zedník volal o další maltu a zastavoval
ji podle hadříku uvázaného na tažném lanu. Uživatelům
speciálních výtahů je nutné poskytnout podobný komfort,
jaký je samozřejmostí u výtahů osobních.
Na speciální výtahy je kladeno více požadavků a zároveň
čelí mnoha nepříznivým okolnostem. Předně jde o fakt,
že speciální výtahy jsou zpravidla provozovány ve venkovním prostředí, které je výrazně drsnější než prostředí
uvnitř budov, kde jsou provozovány výtahy osobní.
Stavební výtahy se využívají jako universální jak pro dopravu nákladů tak i osob. To ale nejsou jediné požadavky
na sortiment služeb, které mají poskytovat. Ty určují často
se měnící specifické podmínky na každém novém pracovišti a podle přání nového uživatele.
72
Dnes zde, zítra jinde
Konstrukce speciálních výtahů je tedy značně odlišná a
vynucuje si použití netypických řešení. Speciální výtahy
mnohdy musí postupně růst do výšky spolu se stavbou,
kterou obsluhují. Často jsou montovány, demontovány a
přemisťovány na další pracoviště. Přesto musí garantovat
bezpečnost provozu, což klade zvýšené nároky na jejich
řídicí systém. Proto až donedávna nebyly konstruovány
jako automatické – bez lidské obsluhy uvnitř výtahové
klece.
Po důkladné analýze problému TENAX CZ, s.r.o. vyvinul
a zavedl do výroby automatický systém pro řízení speciálních výtahů, který může pracovat v nejnáročnějších
provozních podmínkách, poskytovat ucelený sortiment
funkcí a flexibilně upravovat rozsah služeb podle potřeb
a požadavků uživatele. Důraz byl kladen na jednoduchou
a bezpečnou obsluhu.
Splnění takových požadavků si vyžádalo navrhnout systém s blokovou strukturou, ve kterém je možné skladbou
bloků určovat rozsah plněných požadavků. V dané struktuře je možné vytvořit systém bezobslužný, s částečnou
nebo s plnou obsluhou. Modularita se netýká jenom spektra poskytovaných funkcí,
ale i mechanického provedení systému.
Všechny díly jsou prefabrikované a tvoří
snadno smontovatelnou a demontovatelnou stavebnici. Zásadně jsou použity prvky s vysokou klimatickou a mechanickou
odolností (IP 65, antivandal).
Na stisknutí knoflíku
Jak je použit systém TENAX ve speciálních stavebních aplikacích si můžeme ukázat na sestavě systému pro automatický
bezobslužný provoz. Pod tímto pojmem se
Obr. 2: Ovládací skřínky připravené k rozšíření o nová
Obr. 1: Ovládací jednotka
rozumí provoz, kdy výtah není obsluhován
podlaží
instalovaná v nejvyšším podlaží
žádným trvalým pracovníkem. Kabinu si do
příslušného patra přivolá zájemce stiskem
tlačítka na ovladači umístěném v každém patře. Cílové O přijetí požadavku je informován signálním světlem.
patro si zájemce navolí z klávesnice na panelu v kabině. Skříňky patrových ovladačů jsou opatřeny konektory pro
O přijatých požadavcích a o všech důležitých stavech sys- připojení prefabrikovaných kabelů propojujících ovladače
tému je uživatel informován signálními světly nebo texty v jednotlivých patrech. Takto realizovaná sběrnice patrových ovladačů (SPO) je zakončena ve stabilní části řídina zobrazovacím panelu.
cího systému.
3
Popisovaná systémová konfigurace je zobrazena na následujícím blokovém schematu. V každém patře je umístěn patrový ovladač (PO), ze kterého si zájemce může
přivolat kabinu buď pro jízdu nahoru nebo pro jízdu dolu.
termination
nth floor control
box
panel
drives
PLC K
SPO
2nd floor control
box
exciter circuit
1st floor control
box
TNX
exciter circuit
PLC S
PLC S
stable control unit
PLC K
control unit mounted in the cabin
TNX TNX bus
SPO floor control bus
Obr. 3: Systém pro ovládání speciálních výtahů
73
Stabilní část řídicího systému (PLC S) především tyto
funkce:
- sbírá a vyhodnocuje požadavky od patrových ovladačů
na přivolání výtahu k jízdě směrem nahoru nebo směrem dolů a vysílá k patrovému ovladači informaci o přijetí
požadavku,
- přijímá informaci od kabinové části řídicího systému o
požadavku na jízdu zadanou z ovládacího panelu kabiny,
- řadí do front a odbavuje v optimálním pořadí požadavky
na jízdu od patrových ovladačů a z ovládacího panelu
kabiny,
- kóduje informace pro kabinovou část řídicího systému
tak, aby jejich přenos vyhovoval požadavkům elektromagnetické kompatibility.
Druhá část řídicího systému, jak plyne z předchozího odstavce, je umístěny v kabině (PLC K). Tato koncepce byla
zvolena kvůli
- operativní a bezpečné spolupráci s uživatelem výtahu
pomocí ovládacího panelu,
- operativnímu a bezpečnému ovládání pohonných jednotek.
Elektrické napájení pohonu
Jednou ze zvláštností speciálních výtahů je totiž umístění pohonných jednotek. Pohonné jednotky jsou složené
zpravidla z několika elektromotorů o výkonech až desítek
kW a jsou montovány přímo na plošinu výtahu. Pro účely ovládání a regulace pohonů je výhodné, aby potřebné
části řídicího systému byly instalovány v samé blízkosti
pohonů.
Jiná zvláštnost speciálních výtahů vyplývá ze zmíněného
umístění pohonných jednotek a s jejich napájením. Pohony jsou napájeny po silnoproudém kabelu zavěšeném
mezi kabinou a nosnou konstrukcí. Je nežádoucí, aby
vedle tohoto silnoproudého kabelu byl ke kabině zavěšen ještě další kabel. Důvod takového požadavku je ryze
praktický – více kabelů se mezi sebou zaplétá a působí
provozní potíže. Z hlediska řízení si však tato skutečnost
vynucuje vést informační sběrnici mezi stabilní a kabinovou částí řídicího systému společně se silovými žilami v jednom silnoproudém kabelu. V systému TENAX je
tento požadavek splněn speciální sběrnicí, zachovávající
sice principy sběrnice RS 485, avšak odolné proti přepěťovým špičkám naindukovaným do slaboproudých žil
ze silnoproudých žil použitých pro napájení pohonných
74
TENAX CZ s.r.o., Praha, Česká Republika, je
oficiálním distribučním partnerem technologické
skupiny HARTING. Kromě toho TENAX vyvíjí a
vyrábí ovládací systémy. Výtahové systémy TENAX jsou používány v mnoha zemích. Varianta
s ručním ovládáním je v současnosti použita
např. v Miami na Floridě (USA), varianta s automatizovaným ovládáním ve Velké Británii.
jednotek. Bezpečnost přenosu informací je navíc zvýšena
vhodným kódováním.
Splnit uvedené požadavky šlo jen s využitím průmyslových konektorů řady Han a to nejen kvůli odolnosti krytů.
Pro napojení sběrnice RS 485 musely být použity robustní
vložky typu Han® Q 7/0. Pohon motorů byl zajištěn přes
kombinované vložky Han-Com® K 4/8. Příští generace
řízení je již navrhována jako ethernetová s využitím switchů řady 7000 do venkovní klece výtahu a řady 3000 do
přízemní řídicí jednotky.
Bloková struktura systému pro řízení speciálních výtahů
se týká jak technického, tak programového vybavení.
Umožňuje nejenom stavět výtahy bezobslužné, s částečnou nebo úplnou obsluhou, ale v každé z technických
variant instalovat sortiment služeb, které uživateli nejlépe
vyhovují. Vysoký stupeň prefabrikace zajišťuje rychlou
montáž a demontáž zařízení.
Použití systému se neomezuje jenom na výtahy pro stavebnictví, ale nachází uplatnění v těch aplikacích, které
kladou vysoké nároky na provozní prostředí a provozní
spolehlivost.
Jakub Vincalek
President
TENAX CZ s.r.o., Czech Republic
[email protected]
Tomas Ledvina
Product Manager Network & Connectivity,
Czech Republic
tomas.ledvina@HARTING.com
t e c . N e w s 17: K a l e i d o s k o p
Hemendra Dixit & Ashwani Kumar Sharma
Energetika v Indii
Společnost HARTING zajišťuje vysokorychlostní přenos a zpracování dat na
VME platformě pro indického dodavatele elektrické energie
Ovládání elektráren je v liberalizovaných systémech zásobování elektrickou energií náročný úkol: společnost
HARTING India se na centrální pozici podílela na projektu a vývoji řídicího systému na základě VME sběrnice
pro vysokorychlostní přenos dat pro aplikace v elektrárnách nové generace.
Na zakázce indického dodavatele IT služeb Omnie
Solutions (I) Pvt Ltd., pro vývoj komplexního systému
vysokorychlostního zpracování I/O signálů pomocí
VME-64 Backplane ve vysoce technizovaném prostředí elektrárny byla technologická skupina HARTING
přizvána jako dodavatel systému a modulů.
VME sběrnice (Versa Modular Eurocard Bus) byla vyvinuta firmami Motorola, Signetics, Mostek a Thomp-
son CSF pro celosvětové nasazení v průmyslových
a obchodních aplikacích. Systémy VME sběrnic jsou
používány mj. v řízení dopravy, telekomunikačních rozvodných zařízeních, evidenci dat, videosystémech a
ovládání robotů. Ve srovnání se sběrnicovými systémy
u stolních počítačů jsou méně citlivé k nárazům, vibracím a extrémním teplotám, a tím ideální pro náročné
podmínky prostředí.
3
75
Systém VME sběrnice spočívá na VME standardu, v
němž jsou určeny mechanické parametry, jako rozměry, konektory a elektronické požadavky na struktury
podřízených sběrnic, signální funkce, taktování, signální napětí a konfigurace master/slave. V podmínkách
VME standardu VME64 jsou stanoveny: 64-bitová datová cesta pro karty s 6 HE, 32-bitová datová cesta pro
karty s 3 HE, dvojitá šířka pásma pro datový přenos,
nižší úroveň šumu a plug-and-play funkce. Jako doplnění k tomuto standardu s označením VME64x je také
podporován Hot-Swap. Karty VME64 jsou kompatibilní
se starým sběrnicovým systémem: lze je použít i ve
starších systémech VME sběrnic a naopak. VME64
je rozšířená verze pro 64-bitový datový přenos a adresování.
Jsou použity I/O moduly VMEI2-1, VMEIO20, VMEIO25,
VMEIO27. I/O moduly mají rozhraní VME 64 (ANSI/
VITA 1-1994). Tyto moduly jsou pomocí konektoru paralelně propojeny s Carrier modulem (Mezzanine moduly). Všechny tyto I/O moduly mají společný nosník,
na kterém jsou paralelně připojeny různé moduly.
Mechanická specifikace Carrier modulu je odvozena z
VMEbus-modulu se 6 HE dle specifikace ANSI/VITA
1-1994. Na přední straně disponuje dodatečně dvěma
standardními konektory DIN 41612 P3 a P4 dle VME64
pro provozní I/O rozhraní. Elektrická specifikace po-
Typický přenos se skládá z rozhodovacího cyklu (k zajištění sběrnicového řízení), adresačního cyklu (pro výběr registru) a vlastního datového cyklu. Je podporován
přenos načítání, zápisu, změn a blokový přenos.
Systém VME sběrnice se skládá ze čtyř dílčích sběrnic: sběrnice přenosu dat, arbitrární sběrnice, sběrnice
Priority Interrupt Bus a Utility Bus. Asynchronní datový
přenos podporuje moduly s mnoha různými dobami
odezvy. Sběrnice VME, vyvinutá jako flexibilní prostředí pro velké množství výpočetně intenzivních úloh, se
stala široce používaným protokolem v počítačovém
průmyslu. Její vývoj spočívá na standardu IEEE 10141987.
ARTING jako dodavatel konektorů a
H
Backplane
Společnost HARTING India byla společností Omnie
přizvána již od počátku projektu a byla vybrána jako
dodavatel konektorů dle DIN 41612, metrických CPCI,
IDC a D-Sub konektorů pro vysokorychlostní l/O karty.
V pozdějším stádiu projektu se společnost Omnie v
těsném kontaktu s koncovým zákazníkem rozhodla od
společnosti HARTING odebrat i Backplanes. HARTING
VME64x Backplane bez P0 zástrčky je COTS-Modul v
6HE formátu s Automatic Daisy Chain, 12 zásuvnými
místy, šroubovým spojem pro síťové připojení a konektory IP1, IP2, 2P2 na zadní straně s uzávěrem pro
bezpečné dosednutí přípojek.
76
Obr.1: Standardní deska zadní stěny VME64x
čítá s tím, že modul je subsystémem (tzv. slave) na
VME sběrnici dle VME64 s rozhraním A16/D16/D08
(EO). Přijímá a řídí všechny signály VME sběrnice na
P1. Pomocí zásuvných můstků lze nastavit následující
parametry:
1. Modul-ID (8-bit)
2. Modulová adresa (8-bit)
3. Interrupt (1 ze 4).
Jiná je naproti tomu mechanická specifikace Mezzanine modulu: Mezzanine modul lze obdržet ve dvou
velikostech:
a) jednoduchá šířka: 110 mm x 24,8 mm, dva 16-pólové konektory (ve dvou řadách), z toho jedna kolíková
lišta a jedna zástrčka
Indická Omnie Solutions (I) Pvt Ltd. zajišťuje technologická řešení, strategické projekty,
realizace projektů a know-how transfer. Optimální integrace a strukturované přístupy
jsou klíčem pro výrobky a služby společnosti
Omnie Solutions. Podnik se zabývá nejmodernějšími IT-technologiemi pro optimalizaci
a zabezpečením pracovních procesů. Nové je
zapojení společnosti Omnie do pokrokových
telekomunikačních technologií na rozvíjejícím
se trhu produktově orientovaných služeb.
b) dvojitá šířka: 110 mm x 49 mm, čtyři 16-pólové konektory, z toho vždy dvě kolíkové lišty a dvě zástrčky.
Mezzanine moduly přijímají a vytvářejí provozní signály
pomocí konektorů J2 (a J4) a jsou pomocí J1 (a J3)
propojeny se sběrnicovým rozhraním Carrier modulu;
jsou k dispozici v sedmi provedeních (MMDI8, MMTO8,
MMTO8D, MMR08, MMR04, MMAI16, MMAO4).
nacházejí na předním krytu. Modul je dále vybaven jednou PCI Mezzanine kartou. Pro kontrolu izolace napájení proudem 24 V a 27 V DC je použit modul IRCM2.
Pomocí jeho kontrolních okruhů se na příslušný povel
identifikuje, zda je izolační odpor výkonových proudových okruhů v přípustných mezích. Kontrolní příkaz je
vydán otevřením a spojením kontaktu. Pomocí Interlock
obvodu se kontrolují podmínky před provozem. Výsledek kontroly je sdělen pomocí reléového kontaktu.
Modul má deset nezávislých proudových kontrolních a
Interlock okruhů a může tak kontrolovat izolační odpor
deseti výkonových okruhů nezávisle na sobě.
Modul SCRTD k převodu RTD signálů ((Resistance
Temperature Detectors) na napětí. SCRTD Modul má
osm identických kanálů. Každý kanál modulu má RTD
přípojku (Pt-100, třížilový RTD) se vstupními teplotami
0-110° C.
Úhrnem musí modul vykazovat následující funkce:
– rozhraní pro RTD
– 8 kanálů
– linearizaci RTD signálů
– výstupní signály 0-10 V
– lineární výstupní rozsah pro 0-110° C a 1-5 V
– live zero
– identifikaci chyb.
SCRTD-1 je založen podobně jako SCRTD, avšak se
vstupními teplotami 0-80 °C. Všechny ostatní funkce
jsou shodné s SCRTD modulem s výjimkou lineárního
výstupního rozsahu 1-5 V pro teploty 0-80 °C.
Obr.2: Pružinová lišta v nepájeném lisovaném provedení har-bus 64
Kromě toho je ještě použit modul TMA09: tento modul
slouží k přenosu elektrických signálů z IDE, VGA, myši,
klávesnice, Ethernetu, RS232, USB a MIL-STD-1553B
ze zadní k přední stěně. Konektory pro tyto signály se
Hemendra Dixit
Project Head
Omnie Embedded, India
[email protected]
Ashwani Kumar Sharma
Regional Sales Manager North, India
ashwani.sharma@HARTING.com
77
Výherní hra
Milé čtenářky, milí čtenáři,
Rádi bychom Vás lépe poznali. Protože pokud budeme vědět, kdo jste, můžeme pro Vás náš technologický magazín
tec.News vytvořit ještě atraktivnější.
Věnujte nám prosím proto tři minuty Vašeho času a zúčastněte se naší online-ankety k tec.News.
Zúčastněte se a vyhrajte!
Zúčastnit se můžete až do 30.06.2009.
Jako malé poděkování dostane jeden vylosovaný
účastník Apple iPod.
Již nyní Vám srdečně děkujeme.
www.HARTING.com/tecNews-survey
(Dotazník je k dispozici německy a anglicky)
78
Účast na veletrzích
2009
20.04. – 24.04.09 Německo, Hannover, Hannover Messe 2009
11.05. – 14.05.09 Velká Británie, Birmingham, IFSEC 2009
12.05. – 14.05.09 Belgie, Brüssel, Technologie dagen
12.05. – 15.05.09 Austrálie, Melbourne, National Manufacturing Week 2009
13.05. – 17.05.09 Thajsko, Bangkok, INTERMACH 10
18.05. – 21.05.09 Čína, Guangzhou, Chinaplas 2009
19.05. – 22.05.09 Rusko, St. Petersburg, Energetika & Electrotechnika
19.05. – 22.05.09 Slovensko, Nitra, MSV Nitra
26.05. – 28.05.09 Francie, Lille, SIFER
07.06. – 10.06.09 USA, Minneapolis, MN, WINDPOWER
16.06. – 19.06.09 Singapur, Communic Asia
16.06. – 19.06.08 USA, Las Vegas, NV, NXTcomm
24.06. – 26.06.09 Čína, Shenzhen, AUTOMATION’ 2009
02.07. – 04.07.09 Japonsko, Tokyo, Interphex
15.07. – 18.07.08 Malajsie, Kuala Lumpur, Industrial Automation 2009
01.09. – 04.09.09 Švýcarsko, Basel, GO-(INELTEC)
06.09. – 09.09.09 Velká Británie, London, PLASA Sound & Light show
11.09. – 13.09.09 Rusko, Nizhny Tagil, Magistral
14.09. – 18.09.09 Česká republika, Brno, MSV Brno
21.09. – 24.09.09 Německo, Stuttgart, Motek 2009
28.09. – 02.10.09 Holandsko, Utrecht, Elektrotechniek 2009
07.10. – 10.10.09 Rakousko, Linz, Smart Automation
13.10. – 16.10.09 Švédsko, Stockholm, Tekniska mässan
13.10. – 16.10.09 Slovensko, Trenčín, ELOSYS
21.10. – 23.10.09 Čína, Peking, Global Wind Power
21.10. – 23.10.09 USA, Santa Clara, CA, AdvancedTCA 2009
27.10. – 29.10.09 Norsko, Lillestrøm, PEA Messen
10.11. – 12.11.09 Brazílie, São Paulo, Negócios nos Trilhos
24.11. – 26.11.09 Německo, Nürnberg, SPS/IPC/Drives
30.11. – 03.12.09 Španělsko, Barcelona, BcnRail
79
Austria
H ARTING Ges. m. b. H.
Deutschstraße 19, A-1230 Wien
Phone +431/6162121, Fax +431/6162121-21
E-Mail: at@H ARTING.com
Belgium
H ARTING N.V./S.A.
Z.3 Doornveld 23, B-1731 Zellik
Phone +322/4660190, Fax +322/4667855
E-Mail: be@H ARTING.com
Brazil
ARTING Ltda.
H
Av. Dr. Lino de Moraes, Pq. Jabaquara, 255
CEP 04360-001 – São Paulo – SP – Brazil
Phone +5511/5035-0073, Fax +5511/5034-4743
E-Mail: br@H ARTING.com
Internet: www.H ARTING.com.br
China
Zhuhai H
ARTING Limited, Shanghai branch
Room 5403, 300 Huaihai Zhong Road
Hong Kong New World Tower
Luwan District, P.R.C
Shanghai 200021, China
Phone +86 21 – 63 86 22 00
Fax +86 21 – 63 86 86 36
E-Mail: cn@H ARTING.com
Czech Republic
ARTING spol. s.r.o.
H
Ml´ynská 2, 16000 Praha 6
Phone +420 220 380 460, Fax +420 220 380 461
E-Mail: cz@H ARTING.com
Internet: www.H ARTING.cz
Finland
H ARTING Oy
Teknobulevardi 3-5, PL 35, FI-01530 Vantaa
Phone +358 9 350 873 00, Fax +358 9 350 873 20
E-Mail: fi@H ARTING.com
France
H ARTING France
181 avenue des Nations, Paris Nord 2
BP 66058 Tremblay en France
F-95972 Roissy Charles de Gaulle Cédex
Phone +33149383400, Fax +33148632306
E-Mail: fr@H ARTING.com
Germany
ARTING Deutschland GmbH & Co. KG
H
Postfach 2451, D-32381 Minden
Simeonscarré 1, D-32427 Minden
Phone (0571) 8896-0, Fax (0571) 8896-282
E-Mail: de@H ARTING.com
Internet: www.H ARTING.com
Office Germany
H ARTING Deutschland GmbH & Co. KG
Blankenauer Straße 99, D-09113 Chemnitz
Phone +49 0371 429211, Fax +49 0371 429222
E-Mail: de.sales@H ARTING.com
Great Britain
H ARTING Ltd., Caswell Road
Brackmills Industrial Estate
GB-Northampton, NN4 7PW
Phone +441604/766686, 827500
Fax +441604/706777
E-Mail: gb@H ARTING.com
Internet: www.H ARTING.co.uk
Hong Kong
H ARTING (HK) Limited
Regional Office Asia Pacific
3512 Metroplaza Tower 1, 223 Hing Fong Road
Kwai Fong, N. T., Hong Kong
Phone +852/2423-7338, Fax +852/2480-4378
E-Mail: ap@H ARTING.com
Internet: www.H ARTING.com.hk
Hungary
H ARTING Magyarország Kft.
1119 Budapest, Fehérvári út 89-95.
Phone +36-1-205 3464, Fax +36-1-205 3465
E-Mail: hu@H ARTING.com
Internet: www.H ARTING.hu
India
H ARTING India Private Limited
No. D, 4th Floor, ‚Doshi Towers‘
No. 156 Poonamallee High Road,
Kilpauk, Chennai 600 010, Tamil Nadu, Chennai
Phone +91-44-4356 0415/6
Fax +91-44-4356 0417
E-Mail: in@H ARTING.com
Internet: www.H ARTING.com
Italy
ARTING SpA
H
Via Dell‘ Industria 7
I-20090 Vimodrone (Milano)
Phone +3902/250801, Fax +3902/2650597
E-Mail: it@H ARTING.com
Japan
ARTING K. K.
H
Yusen Shin-Yokohama 1, Chome Bldg., 2F
1-7-9, Shin-Yokohama, Kohoku-ku, Yokohama
222-0033 Japan
Phone +81 45 476 3456, Fax +81 45 476 3466
E-Mail: jp@H ARTING.com
Internet: www.H ARTING.co.jp
Korea
H ARTING Korea Limited
#308 Leaders Bldg., 342-1, Yatap-dong
Bundang-gu, Sungnam-City, Kyunggi-do
463-828, Korea
Phone +82-31-781-4615, Fax +82-31-781-4616
E-Mail: kr@H ARTING.com
Poland
H ARTING Polska Sp. z o. o.
ul. Kamieńskiego 201-219, 51-126 Wrocław
Phone +48 71-352 81 71, Phone +48 71-352 81 74
Fax +48 71-320 74 44
E-Mail: pl@H ARTING.com
Internet: www.H ARTING.pl
Portugal
H ARTING Iberia, S. A.
Avda. Josep Tarradellas, 20-30, 4o 6a
E-08029 Barcelona
Phone +351.219.673.177, Fax +351.219.678.457
E-Mail: es@H ARTING.com
Russia
ARTING ZAO
H
Maily Sampsoniyevsky prospect 2A
Saint Petersburg, 194044 Russia
Phone +7/812/3276477, Fax +7/812/3276478
E-Mail: ru@H ARTING.com
Internet: www.H ARTING.ru
Singapore
H ARTING Singapore Pte Ltd.
25 International Business Park
#02-06 German Centre, Singapore 609916
Phone +6562255285, Fax +6562259947
E-Mail: sg@H ARTING.com
Spain
ARTING Iberia S.A.
H
Josep Tarradellas 20-30 4o 6a
E-08029 Barcelona
Phone +34 933 638 475, Fax +34 934 199 585
E-Mail: es@H ARTING.com
Sweden
H ARTING AB
Gustavslundsvägen 141 B 4tr, 167 51 Bromma
Phone +468/4457171, Fax +468/4457170
E-Mail: se@H ARTING.com
Switzerland
ARTING AG
H
Industriestrasse 26, CH-8604 Volketswil
Phone +4144 9082060, Fax +4144 9082069
E-Mail: ch@H ARTING.com
Taiwan
H ARTING R.O.C. Limited
Room 1, 5th Floor, No. 495 GuangFu South Road
Taiwan – Taipei 110
Phone +886 02-2758-6177, Fax +886 02-2758-7177
E-Mail: tw@H ARTING.com
Internet: www.H ARTING.com.tw
Netherlands
H ARTING B.V.
Larenweg 44, NL-5234 KA ‚s-Hertogenbosch
Postbus 3526, NL-5203 DM ‚s-Hertogenbosch
Phone +3173/6410404, Fax +3173/6440699
E-Mail: nl@H ARTING.com
USA
H ARTING Inc. of North America
1370 Bowes Road, Elgin, Illinois 60123
Phone +1 (877) 741-1500 (toll free)
Fax +1 (866) 278-0307 (Inside Sales)
Fax +1 (847) 717-9430 (Sales and Marketing)
E-Mail: us@H ARTING.com
Internet: www.HARTING-USA.com
Norway
H ARTING A/S
Østensjøveien 36, N-0667 Oslo
Phone +4722/700555, Fax +4722/700570
E-Mail: no@H ARTING.com
E astern -Europe
H ARTING Eastern Europe GmbH
Bamberger Straße 7, D-01187 Dresden
Phone +49 351 / 4361760, Fax +49 351 / 4361770
E-Mail: Eastern.Europe@H ARTING.com
H ARTING KGaA
Marienwerderstraße 3 | 32339 Espelkamp – Germany
P.O. Box 11 33 | 32325 Espelkamp – Germany
Phone +49 5772 47-0 | Fax +49 5772 47- 400
E-Mail: de@HARTING.com | Internet: www.HARTING.com

Na stažení

Transkript

Podobné dokumenty

Platnost od: 1.4.2012 - Prag

gastro aktuality

Na stažení

č. 5 on-line - Milujte se!

Druhé oznámení - XVII. kongres České ortodontické společnosti

ceník krampouz

Untitled

NEWS 2015 - SENO spol. s ro

Provinční učitel kresby Provincial Teacher of

Stánek mobilní polokruhový CHOCOLATE na vafle

Malí bohové