iDoor Technology - nowe spojrzenie na komponenty IPC

Moduły iDoor Technology mają wymiary 81×19,4 mm, czyli wielkość taką samą jak znane moduły mini-PCIe i pozwalają użytkownikom na wykorzystanie różnych typów interfejsów komunikacyjnych i protokołów łączności, wielkości pamięci dla danych, obsługiwanych czujników oraz dostępnych portów wejścia/wyjścia.

Nowa technologia wprowadzana na rynek przez firmę Advantech nie jest jednocześnie samotną wyspą i może współpracować z wieloma urządzeniami automatyki przemysłowej, jak komputery przemysłowe wykorzystywane w systemach embedded, montowane na szynie DIN lub ścianie, a także z panelami.

Moduły iDoor to doskonałe rozwiązanie do tworzenia integrowanych siecią komunikacyjną systemów automatyki, o dużej uniwersalności i bez ściśle zdefiniowanej z góry funkcjonalności. Ich użycie w tworzonych instalacjach i systemach zapewnia duże oszczędności czasu i kosztów projektowania, a jednakowe wymiary i konstrukcja mechaniczna urządzeń sprzyjają uniwersalności. Jest to ponadto rozwiązanie gotowe, wymagające jedynie szybkiego i prostego skonfigurowania przed pierwszym użyciem. Dodatkowo moduły iDoor pozwalają na integrację w system w ramach platformy iAutomation.

KORZYŚCI PŁYNĄCE Z MOŻLIWOŚCI KONFIGURACJI

Dla wielu produktów termin "wykonanie specjalne" (custom) ma pozytywne znaczenie i kojarzy się z czymś wyjątkowym. Niestety w elektronice postrzega się go dzisiaj niekoniecznie jako wyjątkową wartość dodaną, bo coraz większe znaczenie przykłada się do jakości, minimalizacji ryzyka, a niestety systemy i urządzenia wykonywane na zamówienie są kosztowne. Inżynierowie instynktownie wolą więc rozwiązania określane jako standardowe, ale jednocześnie nie akceptują zamkniętych konfiguracji, takich które nie pozwalają na jakiekolwiek dopasowanie do wymagań aplikacyjnych, bo one są zbyt kłopotliwe w użyciu.

Stąd najkorzystniej w bilansie wypadają produkty katalogowe, a więc mieszczące się w zakresie jakiegoś mniej lub bardziej sprecyzowanego standardu, dzięki czemu kupujący może minimalizować koszt ich zakupu. Ale też takie, które można programować i dopasowywać ich funkcjonalność. Takie cechy mają właśnie moduły z rodziny iDoor, które łączą w sobie opisane możliwości. Ich zalety można podsumować następująco:

• brak konieczności "odkrywania Ameryki na nowo",
• dostęp do nowych technologii i rozwiązań,
• produkt zoptymalizowany i korzystny cenowo, bo produkowany masowo i o dobrej jakości,
• możliwość konfiguracji zapewnia elastyczność projektową,
• możliwość dodania nowych funkcji,
• duża popularność i znajomość rozwiązania wśród firm na rynku.

Fot. 1. Przykładowe moduły iDoor

Jedną z najważniejszych zalet korzystania z produktów katalogowych (COTS) jest brak konieczności zajmowania się technologiami i rozwiązaniami, które już dostatecznie dobrze spenetrowali inni producenci. Co więcej, zwykle produkty katalogowe, jak na przykład komputery modułowe, mają większą wydajność, liczbę interfejsów i możliwości integracji niż równoważne kosztowo rozwiązanie stworzone indywidualnie.

Wykorzystujące komercyjne systemy operacyjne komputery IPC to dojrzałe i dobrze sprawdzone platformy, w których użytkownicy mogą w pełni korzystać z możliwości, jakie daje system operacyjny, układ graficzny lub interfejsy i komunikacja sieciowa. Projektujący takie rozwiązanie zespół musiałby poświęcić cenny czas i zamiast zajmować się głównym celem, jakim jest produkt, skupiałby się na opracowywaniu elementów składowych, które i tak nie wniosą do finalnego produktu żadnej wartości dodanej.

Warto także zauważyć, że postęp technologiczny w komputerach PC jest bardzo szybki, a wiele ulepszeń technologicznych w pamięciach masowych czy ograniczenia w zakresie poboru mocy są bardzo pożądane dla aplikacji automatyki i niełatwe do implementacji, gdy produkt tworzy się we własnym zakresie.

Własny niestandardowy sterownik to też wyzwanie co do ciągłej aktualizacji platformy sprzętowej i konieczność włączania nowych technologii, np. USB 3.0. Z drugiej strony, producenci modułowych komputerów do zastosowań embedded bardzo szybko wdrażają nowości w zakresie technologii komputerowych, bo to poprawia ich ofertę produktową i stanowi rdzeń biznesu.

Integracja najnowszych technologii i automatyzacja produktów, urządzeń produkcyjnych i stanowisk testowych w celu zwiększenia wydajności i rentowności jest ciągłym wyzwaniem. Producenci OEM, projektanci, integratorzy systemów mają do wyboru wiele elementów i metod projektowych oraz lepszych, szybszych i tańszych sposobów realizacji systemów prowadzących do celu. Najczęściej decyzja jest alternatywą (własne rozwiązanie czy gotowe produkty), ale coraz częściej okazuje się, że można mieć coś, co łączy zalety obu podejść.

Takie możliwości zapewnia właśnie iDoor firmy Advantech. Hasło to obejmuje szeroki asortyment standardowych platform sprzętowych i technologii, które mogą być wstępnie skonfigurowane do specyficznych potrzeb klientów. Użytkownicy mogą wybrać z różnych typów połączeń i protokołów komunikacji, standardowych typów pamięci, a także pełnego katalogu interfejsów cyfrowych i analogowych. Stały jest jedynie wymiar modułów - 81×19,4 mm.

Przy użyciu standardowych komponentów i interfejsów taka technologia pozwala projektantom wykorzystać aktualne osiągnięcia technologii bez czekania i płacenia. Inne dodatkowe korzyści obejmują możliwość rozwijania własnych kart mini-PCIe, czyli tworzenia własnych modułów iDoor o typach funkcjonalności, jakich nie ma żaden spośród produktów gotowych.

PRZYKŁAD MODUŁU IDOOR

W ofercie firmy Advantech znajduje się kilkadziesiąt różnych modułów iDoor. Przykładowa jednostka PCM-27D24DI zawiera 24 izolowane galwanicznie linie I/O wraz z licznikiem. Wejścia pracują z napięciem wejściowym zmieniającym się w szerokim zakresie (5-30 V), przy izolacji na poziomie 2,5 kV i wbudowanej ochronie przepięciowej.

Konfiguracja wykonywana jest za pomocą programu Advantech DAQNavi, adresy przydzielane są automatycznie przez szynę PCIe. Wbudowana pamięć nieulotna zapewnia zapamiętanie ustawień po resecie. Linie mogą być wejściami GPIO, wyjściami o dużej obciążalności lub wejściem licznikowym. Inne wersje modułów z rodziny PCM27 realizują obsługę interfejsów RS-232/422/485 (z izolacją lub bez), sieci Wi-Fi/3G/GPS/GSM/LTE, są też wersje obsługujące ZigBee i Ethernet z PoE.

UNO-2000 - KONTROLERY OBSŁUGUJĄCE TECHNOLOGIĘ IDOOR

Uniwersalne kontrolery z serii UNO-2000 firmy Advantech to wydajne i energooszczędne komputery o chłodzeniu bezwentylatorowym przeznaczone do pracy w układach automatyki przemysłowej. Jest to odporna mechanicznie i środowiskowo konstrukcja z zaimplementowanym systemem operacyjnym (Windows CE, Windows XPE, Linux- Embedded).

Komputer obsługuje technologię iDoor i ma wbudowane interfejsy komunikacyjne do sieci Fieldbus, Wi-Fi/3G, GPIO. Komputery UNO 2000 występują w wielu różnych wersjach i wielkościach, np. UNO-2272G bazuje na procesorze Intel Atom i ma 1× GbE, 2×mPCIe, VGA, z kolei Advantech UNO-2362G wykorzystuje AMD Dual Core T40E i ma 1×GbE, 1×mPCIe, HDMI/DP dla grafiki. Są też mocniejsze jednostki, jak UNO-2483G na Intel Core i7/i3/Celeron z 4×GbE, 2×mPCIe, HDMI/VGA.

PODSUMOWANIE

Producenci OEM, integratorzy systemów oraz inżynierowie projektanci zmagają się obecnie z wieloma problemami technicznymi i niewielką ilością czasu, jaką mają do dyspozycji na wprowadzenie produktu na rynek. Na skutek wielu ograniczeń tego typu w branży dominują dwa podejścia. W pierwszym firmy decydują się ponieść koszty i ryzyko opracowania własnego systemu, w drugim próbują wykorzystać standardowe i dostępne na rynku komponenty, które nie zawsze są w pełni optymalne, ale za to pozwalają szybko stworzyć wydajny i elastyczny system.

Rafał Rajczonek
Advantech Europe BV
www.advantech.eu