Do niedawna jeszcze wydawało się, że urządzenia mobilne w profesjonalnych zastosowaniach w przemyśle nie mają racji bytu. Nie do pomyślenia było na przykład, że smartfon albo tablet mógłby pełnić funkcję przenośnego HMI, za pośrednictwem którego operator uzyskuje dostęp do kluczowych elementów instalacji przemysłowej. Jednak rosnąca popularność tych urządzeń w życiu codziennym sprawia, że branża przemysłowa nie może już dłużej ignorować ich zalet.
Do korzystania ze smartfonów i tabletów w środowisku produkcyjnym zachęca także dostępność modeli o wzmocnionej konstrukcji, a tam, gdzie nie są wymagane, fakt, że personel może używać własnych smartfonów. Pojawia się również coraz więcej specjalistycznych aplikacji na urządzenia mobilne, m.in. ułatwiających rozwiązywanie problemów sprzętowych, do wykonywania szybkich przeliczeń, parametryzacji i wizualizacji danych. W artykule tematykę urządzeń przenośnych w przemyśle przedstawiamy kompleksowo, od strony sprzętowej i programowej.
Na wstępie warto wymienić zalety urządzeń przenośnych w zastosowaniach przemysłowych w porównaniu z rozwiązaniami stacjonarnymi. Najbardziej docenią je pracownicy, których stanowisko wymaga częstego przemieszczania się po zakładzie, na przykład zajmujący się utrzymaniem ruchu.
Lenze Smart Keypad oraz Smart Motor
W przeciwieństwie do paneli sterowniczych zamontowanych na stałe w maszynie albo w dyspozytorni, urządzenia mobilne można zabrać ze sobą wszędzie bez większego problemu, są bowiem lekkie i nieduże, a zasilane są z baterii. Dzięki temu pracownicy nie stoją przed dylematem, czy pozostać w miejscu wprowadzania ustawień maszyny, czy obserwować wynik regulacji w miejscu wykonywania przez nią pracy, zaś w przypadku sytuacji awaryjnej wprowadzając zmiany za pośrednictwem smartfona albo tabletu na miejscu, mogą obserwować ich skutki.
Urządzenia przenośne pozwalają również z bezpiecznej odległości nadzorować pracę m.in. instalacji w strefach zagrożonych wybuchem albo tam, gdzie dostęp jest utrudniony, na przykład z powodu ekstremalnych temperatur, dużego zapylenia, występowania substancji chemicznych groźnych dla ludzi albo wymogu zachowania sterylności. Mobilność usprawnia również zarządzanie zakładem jako alternatywa dla podejmowania decyzji zza biurka.
Trzeba też koniecznie wspomnieć o intuicyjności obsługi wyświetlaczy dotykowych, które są standardem w urządzeniach mobilnych. Ten ich bardzo istotny atut przedstawiamy w ramce.
Ważną zaletą urządzeń mobilnych jest ich dodatkowe wyposażenie, które w najnowszych modelach smartfonów i tabletów jest standardem. W przemyśle można znaleźć dla niego szereg nowych zastosowań.
Przykładami są: kamery, mikrofony, czujniki przyspieszenia (akcelerometry), żyroskopy, czujniki ruchu, sensory światła otoczenia i nawigacja GPS. Urządzenia przenośne w przemysłowych wersjach wyposaża się też w czytniki kodów kreskowych 1D i 2D i znaczników RFID.
Przykładowym zastosowaniem kamer oraz mikrofonów (z funkcją dyktafonu) jest tworzenie dokumentacji technicznej. Z kolei czytniki ułatwiają m.in. inwentaryzację i szybkie wyszukanie w bazie danych informacji o urządzeniu oznakowanym kodem kreskowym lub znacznikiem RFID, na przykład jego instrukcji obsługi.
Aktualna lokalizacja operatora jest wykorzystywana do ograniczania danych, które są mu udostępniane wyłącznie do tych najpotrzebniejszych, na przykład dotyczących tylko maszyny, w pobliżu której się znajduje. Podobnie informacje o awarii mogą być przesyłane tylko do ograniczonego grona odbiorców znajdujących się najbliżej miejsca jej wystąpienia.
SEW Diagnostics
Oczywiście nie jest tak, że korzystanie z urządzeń przenośnych w środowisku produkcyjnym nie jest pozbawione wad. Używając ich w przemyśle, trzeba się liczyć z pewnymi problemami, które producenci i użytkownicy powinni rozwiązać, aby było to bezpieczne i efektywne.
Co ciekawe, niektóre z tych wad to tak naprawdę zalety przedstawione wcześniej, na które trzeba spojrzeć z innej perspektywy. Przykładem jest zasilanie bateryjne.
Mobilność dzięki uniezależnieniu od podłączenia do zasilania uzyskuje się kosztem niepewności, odnośnie do tego, czy bateria nie rozładuje się w nieodpowiednim momencie albo, w przypadku intensywniejszego wykorzystania, szybciej niż się spodziewaliśmy. By rozwiązać ten problem powinno się monitorować poziom jej naładowania. Można również zaplanować harmonogram ładowania wszystkich urządzeń w zakładzie, tak żeby zawsze były one sprawne.
Ekrany dotykowe to ważny atut urządzeń przenośnychSmartfony i tablety wyposażone są w ekrany dotykowe, których zaletą jest intuicyjność obsługi. Dzięki niej interakcja użytkownika z urządzeniem jest płynniejsza, popełnia on mniej błędów, a zadania wykonuje w czasie nawet kilka razy krótszym niż wówczas, gdy używa klawiatury albo myszki. Ponadto obsługi urządzenia z takim wyświetlaczem można się dość łatwo nauczyć, a w związku z tym, że obecnie smartfony i tablety są w codziennym użyciu w ogóle nie trzeba się w tym zakresie specjalnie doszkalać. Dzięki ekranom dotykowym w smartfonach i tabletach nie ma tradycyjnych klawiatur, co sprawia, że wyświetlacz ma większą powierzchnię. W przemyśle brak klawiszy, jak i innych urządzeń wskazujących takich jak myszki, jest zaletą również z innego powodu. Przede wszystkim nie ma potrzeby ich dodatkowego zabezpieczania przed brudem, pyłem, wysoką temperaturą, chemikaliami oraz wibracjami. Ponieważ peryferia te łatwo uszkodzić, jeśli nie są one w ogóle potrzebne, czas użytkowania urządzenia jest dłuższy, a jego koszty mniejsze. Łatwiejsze jest również czyszczenie wyświetlaczy dotykowych. Dzięki temu lepiej sprawdzają się one tam, gdzie wymagana jest sterylność wyposażenia, na przykład w przemyśle farmaceutycznym, półprzewodnikowym czy spożywczym. Ponadto przystosowanie klawiatury lub myszki do pracy w strefach zagrożonych wybuchem jest kosztowne. Panele z ekranami dotykowymi takich modyfikacji na ogół nie wymagają lub ich koszt jest niewielki. |
Przenośność sprzętu, za pomocą którego pracownik uzyskuje dostęp do najważniejszych elementów instalacji przemysłowej i sieci zakładowej, niesie ze sobą poza tym zagrożenie, że może on go zgubić lub może zostać mu skradziony. Przed skutkami dostania się w niepowołane ręce można się chronić na przykład przez zabezpieczenie dostępu do aplikacji hasłem, automatyczne wylogowanie z sieci zakładowej oraz odmowę korzystania z niej osobom przebywającym poza firmą.
Jeżeli chodzi o jeszcze jeden minus sprzętu mobilnego, czyli możliwość jego uszkodzenia, to w przypadku urządzeń, które są własnością pracowników i są zaliczane do elektroniki konsumenckiej, nieprzeznaczonej do zastosowań profesjonalnych, a przez to delikatniejszej w użytku, niewiele można zrobić. Inaczej sprawa wygląda wtedy, gdy pracodawca postanowi wyposażyć personel w sprzęt służbowy. Może bowiem wówczas, a nawet powinien, wybrać urządzenia o wzmocnionej konstrukcji.
Fit4Silence
Jedną z ich ważniejszych cech jest duża szczelność. Stopień ich ochrony może wynosić od IP42, co oznacza ochronę przed wnikaniem ciał o wielkości ponad 1 mm i kroplami deszczu, do nawet IP68. Wówczas gwarantowana jest ich całkowita odporność na pył oraz zalanie przy ciągłym zanurzeniu. Zakres temperatur pracy wynosi typowo od -30°C do +60°C. Dodatkowym zabezpieczeniem przed uszkodzeniem mechanicznym są gumowe narożniki i osłony na krawędziach, a wyświetlacze przed zarysowaniem chronią specjalne nakładki.
Aby można było używać ich na zewnątrz i przy różnym oświetleniu, ekrany pokrywa się powłoką antyrefleksyjną. Stosownie do warunków otoczenia regulowane jest też ich podświetlenie. Tablety oraz smartfony dla przemysłu zwykle spełniają wymagania amerykańskiej normy MIL-STD 810G, według której testowane są sprzęty dla wojska. Warto dodać, że urządzenia w wersji dla przemysłu są często wyposażone w dwa komplety baterii (z opcją hot-swap). W ramce przedstawiamy przykładowe modele smartfonów i tabletów w wykonaniu przemysłowym.
Smartfony i tablety dla przemysłu
|
Nie zawsze jednak wzmocnione urządzenia są potrzebne. Wówczas można wdrożyć koncepcję BYOD, czyli Bring Your Own Device, obecnie bowiem w zasadzie każdy pracownik dysponuje własnym smartfonem i/albo tabletem.
Pracodawca, który chce w swoim zakładzie upowszechnić korzystanie z nich w zadaniach produkcyjnych, stoi zatem przed pokusą, aby nie kupować sprzętów służbowych. Dzięki temu zaoszczędzić można naprawdę sporo, zwłaszcza w dłuższej perspektywie czasowej.
Poza tym, że każdy nowy zakup to dodatkowy koszt, tym większy, im większą liczbę urządzeń trzeba zamówić, taka inwestycja jest niestety ograniczona czasowo. Smartfony i tablety bowiem szybko się "starzeją", natomiast pracownicy szybciej nauczą się obsługi i chętniej będą korzystać z urządzeń, które są co najmniej tak samo nowoczesne i łatwe w obsłudze, jak te, których używają na co dzień.
Jeśli więc pracodawca zezwoli pracownikom na korzystanie z ich własnych smartfonów lub tabletów, uzyska równocześnie kilka korzyści. Przede wszystkim będą oni mieli do dyspozycji zawsze najnowszy sprzęt, bez dodatkowych wydatków z jego strony. Nie będzie też potrzeby ich przeszkalania z jego obsługi.
TurboTool
Odpowiedzialność za aktualizację, rozbudowę oraz naprawy tych urządzeń będzie spoczywać na ich właścicielach. Poza tym pracownik własnym sprzętem będzie się posługiwał swobodniej, co poprawi jego wydajność.
Niestety należy liczyć się z tym, że każdy członek załogi przyniesie inny sprzęt. Różnice dotyczyć będą systemu operacyjnego, pojemności dysku twardego, pamięci RAM oraz dodatkowego wyposażenia, głównie interfejsów komunikacyjnych. W związku z tym problemem może okazać się zapewnienie każdemu właściwej wersji oprogramowania oraz fachowej pomocy w rozwiązywaniu problemów charakterystycznych dla danego typu urządzenia. Dlatego najlepiej wcześniej ustalić listę typów prywatnych sprzętów dopuszczonych do użytku w danym zakładzie.
Kolejnym problemem jest bezpieczeństwo. Na wypadek prób nieuprawnionego dostępu można się zabezpieczyć tak jak przed kradzieżą, o czym pisaliśmy wyżej. Nic się niestety nie poradzi na to, że pracownicy zabierają smartfon lub tablet do domu, z czym wiąże się ryzyko wycieku danych, które są w nim zapisywane, nieświadomie albo celowo, z różnych powodów. Nie można również zabronić właścicielom instalowania programów do użytku prywatnego ani co dzień sprawdzać, czy urządzenie nie zostało zawirusowane.
Niepodważalnym atutem, rozszerzającym funkcjonalność urządzeń przenośnych, są aplikacje. Najlepiej możliwości tych już dostępnych przedstawić na przykładach. Rozpoczynamy od programu, który stał się inspiracją do napisania tego artykułu.
Chodzi o Smart Keypad App. Jest to aplikacja dla urządzeń mobilnych z systemem operacyjnym Android, którą można pobrać za darmo za pośrednictwem serwisu Google Play. Umożliwia ona zdalną diagnostykę i parametryzację przemienników częstotliwości z serii i500 firmy Lenze. Komunikacja pomiędzy przemiennikami a smartfonem, na którym zainstalowano aplikację Smart Keypad odbywa się z wykorzystaniem modułu łączności bezprzewodowej WLAN, w który zostały wyposażone te pierwsze. Dzięki niemu w przemiennikach nie trzeba stosować specjalnego sprzętowego interfejsu do ich obsługi, z klawiaturą i wyświetlaczem. Rolę tych ostatnich przejmuje ekran dotykowy smartfona.
Aplikacja Smart Keypad może na wiele sposobów ułatwić pracę serwisantom i pracownikom uruchamiającym przemienniki z serii i500. Przykładowe jej zastosowanie to odczyt ustawień urządzenia przez mniej wyszkolonego pracownika, który następnie parametry te przesyła do eksperta w dziedzinie tych urządzeń e-mailem.
Ten wprowadza ewentualne modyfikacje i komplet poprawionych ustawień wysyła z powrotem do serwisanta, który przesyła je zbiorczo i zdalnie do urządzenia. Ogranicza to prawdopodobieństwo popełniania błędu, o który jest nietrudno przy ich ręcznym wprowadzaniu.
Aplikację na urządzenia mobilne pod kątem swoich przemienników częstotliwości opracowała również firma SEW-Eurodrive. Oprogramowanie SEW Diagnostics jest dostępne do pobrania bezpłatnie w wersji na urządzenia przenośne z systemem iOS w serwisie App Store.
Aplikacja ta zapewnia wsparcie serwisantom przemienników częstotliwości marki SEW w zakresie szybkiej diagnostyki błędów tych urządzeń. Po wprowadzeniu w niej kodu błędu użytkownik otrzymuje informację zwrotną o możliwych przyczynach problemu i odpowiednie zalecenia dotyczące sposobu usunięcia awarii. Bezpośrednio z tej aplikacji można się też połączyć z działającym całodobowo działem obsługi klienta firmy SEW-Eurodrive.
Z myślą o użytkownikach swoich urządzeń producent ten przygotował również inny program - SEW Product ID plus. Dzięki temu oprogramowaniu, po zeskanowaniu za pomocą smartfona kodu QR z etykiety DriveTag lub ręcznym wprowadzeniu numeru seryjnego urządzenia zamieszczonego na jego tabliczce znamionowej, na ekranie telefonu zostaną wyświetlone jego najważniejsze dane techniczne. Za pośrednictwem tej aplikacji można też pobrać dokumentację i skontaktować się z działem obsługi klienta w celu uzyskania pomocy przy analizie błędów urządzenia.
Simatic S7
Ciekawe rozwiązanie dla urządzeń przenośnych z systemem operacyjnym Android w serwisie Google Play w postaci bezpłatnej aplikacji Fit4Silence udostępniła także firma Bosch Rexroth. Oprogramowanie to służy do pomiaru hałasu emitowanego przez maszyny, zastępując w ten sposób specjalistyczne mierniki tej wielkości.
Fit4Silence umożliwia nagrywanie dźwięków w celu określenia poziomu ich natężenia w dB w danym okresie. Pozwala także na sprawdzenie natężenia hałasu w różnych warunkach, na przykład kiedy okna w pomieszczeniu są zamknięte lub otwarte. Zebrane dane mogą być zapisane w pliku w celu ich późniejszej analizy. Funkcja pomiaru hałasu za pomocą aplikacji Fit4Silence jest wstępnie skalibrowana na możliwie największą dokładność dla wybranych urządzeń.
Ze wsparciem dla pracowników działu utrzymania ruchu pośpieszyła także firma Danfoss, przygotowując aplikację TurboTool. Jest ona dostępna bezpłatnie, w wersjach na urządzenia przenośne z systemem operacyjnym Android w serwisie Google Play oraz systemem operacyjnym iOS w App Store. Oprogramowanie to ułatwia serwisowanie i naprawy sprężarek marki Danfoss Turbocor.
Przykłady aplikacji mobilnych dla przemysłuMobius iVibe Vibration Helper
Electrical Formulator KoolCode
Mechanical Calculator |
Baldor VFD Selector
Po uruchomieniu aplikacji TurboTool wyświetlone zostają dwa obrazy przedstawiające sprężarki. Jeden z nich symbolizuje problemy w działaniu tych urządzeń na poziomie systemowym, zaś drugi na poziomie komponentów. Użytkownik powinien wybrać jeden z nich, wstępnie charakteryzując typ awarii, z którą sądzi, że ma do czynienia.
Następnie przechodzi do sekcji jej symptomów, gdzie z predefiniowanej listy różnych objawów awarii może wybrać te, które najbardziej pasują do jego sytuacji. Na tej podstawie określane są różne najbardziej prawdopodobne przyczyny problemu, z których użytkownik powinien wybrać tę, która według niego jest właściwa.
Wówczas może przejść do sekcji, w której prezentowane są podpowiedzi odnośnie do tego, co w takiej sytuacji powinno się zrobić. W każdej chwili może się również cofnąć, żeby na przykład dodać nowe symptomy albo wskazać inną przyczynę awarii, co spowoduje automatyczną aktualizację wskazówek odnośnie do rozwiązania danego problemu.
Na podstawie powyższych przykładów można postawić tezę, że generalnie to właśnie pracownicy działu utrzymania ruchu są jednymi z głównych beneficjentów popularyzowania się smartfonów oraz tabletów w środowisku produkcyjnym. Mobilność w ich przypadku bowiem bezdyskusyjnie znacząco poprawia skuteczność i wydajność.
Wersji na urządzenia mobilne doczekały się jednak również systemy SCADA/HMI. Przykładem takiej aplikacji jest Proficy SCADA. Jest ona dostępna w wersjach zarówno na urządzenia mobilne z systemem operacyjnym Android, jak i iOS, do pobrania bezpłatnie w serwisach Google Play oraz App Store. Za pośrednictwem aplikacji Proficy SCADA można się połączyć z serwerem SCADA. Ma ona analogiczną funkcjonalność do standardowego klienta iFIX.
Inny przykład to opracowana przez firmę Eaton aplikacja easyRemote Display. Służy ona do sterowania przekaźnikami programowalnymi z serii easy800 tak, jak za pomocą klawiatury i wyświetlacza wbudowanych w to urządzenie - m.in. pozwala sprawdzić stan jego wejść, wyjść, schemat połączeń i zmienić tryb pracy.
Smartfon lub tablet, na którym zainstalowano easyRemote Display, komunikuje się z przekaźnikiem za pośrednictwem sieci Bluetooth zabezpieczonej kodem PIN. W związku z tym przekaźnik easy800 trzeba wyposażyć w adapter Bluetooth easy800-BLT-ADP. EasyRemote Display udostępniono (bezpłatnie) w serwisie Google Play.
Inny przykład to aplikacja GE plc Reader, którą można pobrać z serwisu Google Play odpłatnie lub w wersji Lite za darmo. Za jej pośrednictwem odczytuje się dane ze sterowników PLC firmy GE Intelligent Platforms obsługujących protokół SRTP, czyli m.in. z modeli: GE 9030, 9070, PAC Systems Rx3i i Rx7i, GE Salem Innovation Series Controllers (ISC) i UC2000 (odpowiednio skonfigurowany).
Z serwisu Google Play możemy również pobrać za darmo aplikację Simatic S7 do wizualizacji danych z następujących modeli urządzeń marki Siemens: Simatic S7-1500, S7-1200 i ET 200SP. W wersji dla urządzeń z systemem operacyjnym Android dostępna jest też aplikacja S7 PLC HMI, w wersji płatnej i bezpłatnej (Lite), kompatybilna ze sterownikami S7 1200, 300 i 400.
W serwisie Google Play znajdziemy także aplikację Drivetune udostępnioną bezpłatnie przez firmę ABB. Za jej pośrednictwem, łącząc się z napędami tej marki bezprzewodowo przez Bluetooth, można je skonfigurować i uruchomić.
Oddzielne grupy aplikacji na urządzenia przenośne dla przemysłu stanowią różnego typu kalkulatory pozwalające na wykonanie szybkich obliczeń i przeliczeń wartości różnych wielkości oraz aplikacje, dzięki którym łatwiej można dobrać urządzenie do danego zastosowania.
Do drugiej grupy można zaliczyć m.in. aplikację Drives & Soft Starts Visual Product Configurator, którą udostępniła bezpłatnie w servisie App Store firma Schneider Electric. Ułatwia ona wybranie napędów z oferty tego producenta, a dokładnie przemienników częstotliwości Altivar, softstartów Altistart i niezbędnych akcesoriów. W tym celu użytkownik wybiera typ produktu, określa jego wymagane parametry i dobiera wyposażenie dodatkowe. Na tej podstawie tworzona jest lista z odnośnikami do podstron tych urządzeń na stronie internetowej firmy Schneider Electric, którą można przesłać e-mailem.
Innym przykładem jest aplikacja Baldor VFD Selector. Można ją bezpłatnie pobrać z serwisu Google Play. Ułatwia ona wybór napędu z serii Baldor VS1 lub ACB stosownie do wymagań aplikacji na podstawie parametrów podanych przez użytkownika (obciążenia, napięcia zasilania, typu obudowy, możliwości przeciążenia itp.). W serwisie Google Play znajdziemy także aplikację Motor Master udostępnioną nieodpłatnie przez firmę ABB, która ułatwia wybór silników NN.
Tematy numerów APA w przyszłości
W miarę jak coraz większy nacisk jest kładziony na poprawę efektywności energetycznej urządzeń przemysłowych, pojawia się też coraz więcej narzędzi, które pozwalają oszacować tę wielkość. Przykład to aplikacja Pump Energy Savings Calculator udostępniona bezpłatnie przez firmę Rockwell Automation w wersjach na urządzenia przenośne z systemami operacyjnymi Android i iOS. Pozwala ona oszacować oszczędność energii dzięki wykorzystaniu napędów z serii PowerFlex tego producenta.
Podobne narzędzie za darmo udostępniła firma ABB. W serwisie Google Play możemy pobrać aplikację EnergySave, która umożliwia oszacowanie oszczędności energii w przypadku korzystania z napędów marki ABB. Więcej przykładów aplikacji mobilnych dla przemysłu przedstawiamy w ramce.
Monika Jaworowska
Powiązane treści
Zobacz więcej w kategorii: Temat miesiąca
Zobacz więcej w temacie: Artykuły
Zobacz również
Świat Radio
14,90 zł Kup teraz
Elektronika Praktyczna
18,90 zł Kup teraz
Elektronika dla Wszystkich
16,90 zł Kup teraz
Automatyka, Podzespoły, Aplikacje
15,00 zł Kup teraz
IRA - Informator Rynkowy Automatyki
0,00 zł Kup teraz
Elektronik
15,00 zł Kup teraz
IRE - Informator Rynkowy Elektroniki
0,00 zł Kup teraz
