повышая производительность при РОБОТОТЕХНИКА I 49
выполнении тех или иных заданных
ему операций. РИС. 2.
Легкие и разработанные
Ключевым компонентом направ- с закругленными
ляющих механизмов с манипуля- кромками
торами, приспособленными для коллаборативные
обучения новым задачам, являются роботы специально
сенсоры силомоментного очувствле- предназначены для
ния робота1. Обучение таких роботов работы рядом
проводится вручную (то есть про- с человеком-оператором
сто взяв их «за руку» и показывая
необходимые действия) — это одно РИС. 3.
из наиболее значительных преиму- Гибкая рука многих
ществ современных приложений совместных
для совместной работы роботов, коллаборативных роботов
поскольку оно позволяет оператору может быть оснащена
подготовить робота к новым при- широким набором
ложениям, не требуя углубленных рабочих органов и легко
знаний в области программирования обучена новым задачам
(рис. 3). с помощью обучения
с ручным управлением
Для того чтобы сделать приложе-
ние робота подходящим для опера- РИС. 4.
тора, принципы безопасной работы Коллаборативные
должны быть применены не только манипуляторы могут
непосредственно к исполнительно- устанавливаться
му механизму-манипулятору, но на мобильной базе
и к остальной части системы, включая для выполнения задач
его рабочий орган и приспособления. «забирай и неси»
Опасные рабочие органы включают
любые части робота, которые имеют
острые края или высокую темпера-
туру — как те, что используются,
например, в сварочных операциях.
ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ
КОЛЛАБОРАТИВНЫХ
РОБОТОВ
Многие компании внедряют
на своих производственных объ-
ектах роботов, созданных для
коллаборативных приложений,
чтобы они выполняли подъемно-
транспортные задачи типа «взял-
поднял-перенес-положил» (рис. 4),
но универсальность этих роботов
выходит за рамки таких, нередко
примитивных задач. Поскольку
подразумевается, что человек осу-
ществляет тщательный контроль
не только роботов, но и осталь-
ного оборудования, роботы могут
выполнять множество более слож-
ных повторяющихся и рутинных
производственных задач.
Упаковка продуктов и уклад-
ка их на поддоны — это эта-
пы производственной линии,
которые могут быть повторяю-
1 Сенсор силомоментного очувствления робота (англ. Force-torque
sensor), согласно определению РАН, это датчик внешней информации,
преобразующий измеряемые компоненты векторов сил и моментов
в сигналы, пригодные для обработки в системе силомоментного
очувствления робота. — Прим. пер.
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
50 I РОБОТОТЕХНИКА
РИС. 5. щимися и, следовательно, уто- лей или конечного продукта. В ходе ций. Проблема заключается в том,
Интегрированные камеры мительными для работников. решения подобных задач необхо- что, хотя процесс загрузки деталей
Они притупляют внимание, а это дима смена инструментов для и материалов в то или иное обору-
видеонаблюдения прямой путь к ошибкам и трав- обработки детали. В зависимости дование часто является опасным,
являются ключевыми матизму. Коллаборативные робо- от того, как часто это нужно сде- повторяющимся и, соответствен-
тотехнические приложения, кото- лать и насколько сложен сам про- но, утомляющим и снижающим
компонентами для рые оснащены гибкими захватами цесс обработки, может быть трудно внимание процессом, в настоящее
ввода информации при и системами визуализации (рис. 5) или экономически нецелесообразно время этим в большинстве случаев
выполнении совместных и обучены распознавать различные обучить таким операциям рабочих, занимаются именно люди. Посколь-
типы продуктов, могут позабо- тогда как обучение роботов с помо- ку квалифицированных работников
задач, таких как, титься о более эффективном реше- щью программирования или руч- для такой малоинтересной работы
например, выполняет нии таких задач и принять на себя ного управления дает быстрые, найти трудно, особенно среди моло-
этот робот с визуальным подъем тяжелых грузов, в то время точные и, что немаловажно, полно- дого поколения, предприятия вне-
контролем, проверяющий как люди-операторы смогут рабо- стью повторяемые результаты даже дряют гибкие роботизированные
информацию на мониторе тать над задачами, требующими при круглосуточной работе. решения для повышения произ-
интеллектуального участия чело- водительности при минимизации
станка с ЧПУ века. Обслуживание станка — еще одно рисков для работников. Роботы
весьма полезное приложение для могут загружать заготовки во фре-
РИС. 6. Коллаборативные роботизиро- коллаборативных роботов. Здесь зерные станки с ЧПУ, а материалы
Коллаборативные роботы ванные приложения могут также речь идет не о техническом обслу- в литьевые машины для формова-
выполнять задачи по обработке, где живании, это прерогатива чело- ния пластмассовых деталей, встав-
оптимально подходят требуется взаимодействие робота века, а о текущей загрузке в ходе лять печатные платы в испытатель-
для автоматизации и станков для изготовления дета- выполнения определенных опера- ное оборудование и многое другое
(рис. 6).
задач по обслуживанию
оборудования, таких как СНИЖЕНИЕ РИСКА
удаление готовых деталей Хотя роботы, созданные для
из станков с ЧПУ совместной работы, могут быть
легче по весу и двигаться медлен-
нее, чем обычные индустриальные
роботы, при этом по-прежнему
важны меры безопасности. Такие
функции, как технология обнару-
жения столкновений и малоинер-
ционные серводвигатели, конечно,
помогают минимизировать риски,
но не устраняют их полностью.
Опасности должны быть выявле-
ны посредством оценки рисков,
исходя из конкретных примене-
ний, и, соответственно, должны
быть приняты те или иные меры
по обучению персонала и обеспече-
нию безопасности самого роботи-
зированного оборудования.
Потенциальные риски вклю-
чают условия работы оператора,
в частности усталость или стресс,
освобождение путей перемещения
от препятствий, а также строи-
тельные конструкции. Должен
учитываться не только возмож-
ный контакт оператора с роботом
и последствия такого контакта,
но и другие опасности, связанные
с рабочей зоной. Кроме того, необ-
ходимо учитывать неправильное
использование роботизированного
оборудования или отсутствие долж-
ной подготовки оператора. Опера-
торы также должны знать о путях
перемещения робота и выполняе-
мых им рабочих процессах.
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
РОБОТОТЕХНИКА I 51
Ниже приведены основные • Может ли робот неожиданно в зажимные приспособления
вопросы, которые помогают оце- активизироваться так, чтобы робота?
нить безопасность робота при нанести травму оператору? • Может ли возникнуть какая-
выполнении определенной зада- либо опасность для привода
чи в сотрудничестве с человеком- • Как скажется на безопасности и системы питания, даже в слу-
оператором в различных приложе- вариант, если несколько опера- чае если робот не выполняет
ниях. Они включают следующие торов будут совместно работать какие-либо действия?
моменты, которым при внедрении с роботом или могут получить Несмотря на то, что коллабора-
коллаборативных роботов требу- доступ к рабочей области для тивные роботы разрабатываются
ется уделить самое пристальное совместной работы (если это так, с учетом взаимодействия с челове-
внимание: здесь может потребоваться оценка ком, для оценки риска могут потре-
• Как долго и насколько часто опе- устройств восприятия для наблю- боваться дополнительные меры
дения за другими лицами)? по его минимизации. Эти оценки
ратор будет находиться в рабо- риска должны учитывать все вари-
чем пространстве для совмест- • Каковы потенциальные точ- анты того, как робот будет взаимо-
ной работы с роботом? ки защемления и травматизма действовать с оператором, какие
• Какова потенциальная частота из-за наличия дополнительных аспекты окружающей среды могут
и продолжительность контакта конструкций на рабочем месте вызвать зажим или захват и какие
между оператором и роботом? и вокруг него? характеристики наконечника хва-
• Имеется ли высокая вероят- та (рабочего органа) манипулятора
ность для опасного контакта • Какие необычные действия робота могут представлять опас-
головы или шеи рабочего (если потребуют ручного перезапуска ность из-за высокой температуры,
так, совместное приложение или переобучения робота? иметь острые края или представ-
должно быть пересмотрено или лять иные опасности, которые при
переработано)? • Если имеются различные уров- неправильном обращении с колла-
• Что происходит во время пере- ни мощности привода, то какие боративным роботом могут нане-
хода в рабочее пространство уровни опасности они пред- сти ущерб здоровью работающего
для совместной работы или ставляют для оператора и в чем в паре с ним оператора.
из него? их различие?
• Если оператор может носить
средства индивидуальной защи-
ты, то могут ли они попасть
Реклама
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
52 I НАЗВАНИЕ РУБРИКИ
РЕШЕНИЯ КОМПАНИИ KEYSIGHT
ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ IoTУСТРОЙСТВ. ЧАСТЬ 1
ВЛАДИМИР РЕНТЮК
[email protected]
Для разработчиков и компаний, занятых внедрением устройств IoT, проблемы возрастают
по мере перехода с уровня компонентов на уровень схем и затем систем. Какие инструменты
и решения им доступны? Какие соображения по тестированию могут помочь сократить время
на разработку и развертывание и сэкономить общие затраты? В материале, опубликованном
в приложении IIoT, были описаны возможные проблемы и причины их возникновения [1].
В этой статье рассмотрены их решения.
Как уже было сказано в статье [1], У компании Keysight Technologies ной физики таких сложных систем,
темпы развития и внедрения «Интер- есть широкий спектр интегрирован- как IoT. Комплексные, высоко-
нета вещей» уже похожи на шторм, ных решений для проектирования, чувствительные и высокопроизво-
но скоро эта тенденция просто валидации, проверки на соответствие дительные схемы со смешанными
перейдет в ураган, и разработчикам и проведения различных производ- сигналами могут быть смоделирова-
нужно хорошо подготовиться к это- ственных испытаний. В этой публи- ны и интегрированы без существен-
му моменту и быть во всеоружии. кации некоторые из них предлага- ного снижения производительности.
Чтобы не потерять рынок и в полной ются для решения задач, описанных Программное обеспечение (ПО)
мере использовать эти достижения, в [1]. Они могут быть полезны разра- Electronic Design Automation (EDA)
проектировщикам IoT-устройств, ботчикам и организациям, занимаю- от Keysight EEsof решает проблемы,
производителям и компаниям, щимся внедрением IoT, и предназна- возникающие при проектировании
занятым внедрением IoT на уров- чены как для тестирования устройств систем, схем и устройств физических
не систем, нужны инструменты «Интернета вещей» на уровне ком- уровней, предлагая варианты для
в виде аппаратных и программных понентов и схем, так и для конечных полного процесса проектирования,
средств. То есть те решения, которые систем на основе этой перспективной как это показано на рис. 1. Используя
помогут им выстоять и преодолеть и набирающей силу технологии. процессы проектирования, построен-
сложные проблемы проектирования ные на этих системах, компонентах
и интеграции. Только так можно КОНСТРУКЦИЯ и инструментах для физического
идти в ногу со временем и только И МОДЕЛИРОВАНИЕ уровня, инженеры-разработчики
это позволит им быстро и, главное, могут не только быстрее создавать
успешно разрабатывать и разверты- Инструменты для проектирова- продукты, но и находить для них
вать IoT-устройства. ния и моделирования предоставляют наилучшие решения. Кроме того,
проектировщикам понимание основ- ПО EDA от компании Keysight пол-
ностью совместимо с ее контрольно-
РИС. 1. измерительным оборудованием
ПО компании Keysight и предлагает разработчикам ком-
для проектирования плексное решение на всем пути
создания конечного продукта —
предоставляет от проектирования и до тестиро-
проектировщикам полный вания на подтверждение его соот-
цикл разработки проекта ветствия (валидации) требованиям
от начала проектирования стандартов.
до тестирования В начале процесса разработки
на подтверждение новый продукт может быть смоде-
соответствия (валидации) лирован с помощью ПО для про-
ектирования на системном уровне
SystemVue, специализированной
среды EDA для проектирования
на уровне ESL (electronic system
level, ESL — проектирование бес-
проводных электронных устройств
на системном уровне). Как видно
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ I 53
из рис. 2, ПО SystemVue позволяет менные беспроводные библиотеки РИС. 2.
системным архитекторам и разработ- позволяют специалистам работать ПО SystemVue — ядро
чикам алгоритмов оптимизировать с новейшими стандартами беспро- для междоменной среды
физический уровень (PHY) беспро- водной связи. Для нелинейного разработки
водных систем следующего поколе- высокочастотного проектирования
ния, что имеет уникальную ценность также возможна и генерация модели на очень сложных печатных платах.
для разработчиков радиочастотных на основе X-parameters1. По сравнению с золотым стандартом
устройств, цифровых сигнальных моделирования — методом конечных
процессоров (DSP) и вентильных При проектировании схем с низ- элементов (Finite-Element-Method,
программируемых матриц (Field ким энергопотреблением может быть FEM)2, SIPro демонстрирует очень
Programmable Gate Array, FPGA — весьма полезен и важен расчет хорошее соответствие при неболь-
программируемая пользователем шумов, особенно в том случае, ког- ших затратах времени на вычисле-
вентильная матрица) или заказных да сигналы приближаются к своему ния и малой загрузке памяти. PIPro
специализированных интегральных граничному уровню. ADS обеспе- предоставляет PDN-анализ целост-
схем (Application-Specific Integrated чивает симуляцию линейного шума ности питания и включает анализ
Circuit, ASIC). ПО SystemVue также с помощью симуляторов напряже- падения напряжения постоянного
содержит виртуальные инструменты ния переменного тока и вычисления тока, анализ полного сопротивления
для измерения, которые в ходе симу- S-параметров. При моделировании для напряжения переменного тока
ляции можно подключать к различ- шума вычисляет его значение, соз- и анализ резонанса в плоскости пита-
ным узлам системы для прогнозиро- даваемое каждым элементом, а уже ния. Имитатор падения напряжения
вания ее производительности. затем определяет, как этот элемент постоянного тока в PDN предостав-
влияет на шумовые свойства всей ляет таблицу токов и напряжений
Advanced Design System сети. В большинстве случаев шумы постоянного тока для каждого моду-
(ADS) — современный и эффектив- и помехи, создаваемые элементами ля PCB через выводы, потребители
ный инструмент для радиочастотных, схемы, рассчитываются автоматиче- тока и стабилизаторы напряжения,
микроволновых и высокоскоростных ски. Например, пассивные элементы что позволяет инженерам прогнози-
цифровых приложений, который с потерями вносят шум в соответ- ровать уровни напряжения посто-
применяется для проектирования. ствии с их способностью передавать янного тока на подающих питание
Он содержит среду моделирования, мощность теплового шума. Вклады выводах микросхем. С помощью
что позволяет совместно проекти- шума от нелинейных устройств рас- визуализации напряжений, плот-
ровать интегральную схему, ее кор- считываются с помощью моделей, ности тока и рассеивания мощности
пусирование и печатную плату. Это которые включают зависимость в цепях электропитания и заземле-
дает возможность сэкономить вре- от температуры и напряжения сме- ния можно легко определить их про-
мя и сократить количество ошибок, щения аналогично тем, которые блемные места.
возникающих при использовании используются в SPICE.
нескольких разных инструментов. В одной общей среде для анализа
Компромиссы могут быть найдены В рамках решения проблем целостности сигналов и энергопитания
в интерактивном режиме на микро- целостности сигналов и целостно- можно просто скопировать настройку
схеме, ее корпусе и плате, посколь- сти питания ADS также предлагает из одного типа анализа и без особых
ку они разрабатываются совместно. анализ, который проводится с помо- проблем перенести ее в другой. В резуль-
Схемы, созданные по нескольким щью инструментов SIPro и PIPro тате мы получаем модели электромаг-
технологиям, можно комбиниро- [2]. SIPro обеспечивает высокую нитного поля, которые при дальней-
вать и моделировать как на уровне скорость и точность моделирования шем моделировании легко переходят
непосредственно самой схемы, так электромагнитной характеристики
и на уровне ее полного трехмерного высокоскоростных, но плотно марш- 1 X-parameters является зарегистрированным товарным знаком Keysight Technologies в США,
электромагнитного моделирования. рутизированных каналов передачи Европейском союзе, Японии и других странах. Формат X-parameters и основные уравнения открыты
и задокументированы. Получить дополнительную информацию можно на сайте: www.Keysight.com/find/
ADS включает полную среду захва- eesof-x-parameters-info
та и компоновки схем, симулятор 2 Метод конечных элементов — это численный метод решения дифференциальных уравнений с частными
схем и систем, имеет собственный производными, а также интегральных уравнений, возникающих при решении задач прикладной физики.
доступ к трехмерным планарным Метод широко используется для решения задач механики деформируемого твердого тела, теплообмена,
и полностью трехмерным вычис- гидродинамики и электродинамики.
лителям электромагнитных полей,
проводит точный и эффектив-
ный электротермический анализ
и содержит множество комплектов
для проектирования процессов, так
называемых Process Design Kit (PDK).
Он также содержит EDA и предлага-
ет интеграцию потока проектирова-
ния с продуктами таких компаний,
как Cadence, Mentor и Zuken. Кроме
того, в меню оптимизации предусмо-
трена обратная связь и управление
в режиме реального времени, а совре-
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
54 I ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ
РИС. 3. циях. Симулятор FEM точно моде- различное лабораторное испытатель-
Плавный переход между лирует трехмерные структуры, такие ное оборудование — от настольного
диапазонами измерения как корпусирование, соединительные до модульного и портативного.
провода, разъемы и другие компо-
при использовании ненты. EMPro с вычислителем FDTD АНАЛИЗ РАЗРЯДА
измерительных является эффективным инструментом БАТАРЕИ
для моделирования антенн, электро-
источников питания магнитных помех, решения проблем Двухквадрантные измеритель-
компании Keysight электромагнитной совместимости, ные источники питания (англ. Source
позволяет отслеживать эффективной поверхности рассеяния Measure Unit, SMU — вид измеритель-
уровни динамического и для биомедицинских приложений. ных приборов, использующих одно-
изменения тока в режиме временно прецизионные источники
реального времени Сервис GoldenGate — современное тока и напряжения) N6781A и N6786A
и использовать наиболее решение для моделирования, анали- были специально разработаны ком-
оптимальный диапазон за и верификации интегрированных панией Keysight для анализа разря-
измерения для данного радиочастотных интегральных схем да батареи беспроводных устройств
уровня тока и напряжения со смешанным сигналом. Он полно- [3–5]. Устройство N6781A обеспечива-
стью интегрирован в Cadence ADE ет высокую точность измерений при
обратно к схеме. Интегрированная сре- и включает Momentum для трехмерно- низком токе с напряжением до 20 В
да захвата схем, компоновки печатной го плоского электромагнитного моде- с током до 3 А при выходной мощно-
платы и анализа данных с несколькими лирования, испытательные стенды бес- сти 20 Вт. А решение N6786A подходит
симуляторами, включая канал созда- проводных устройств, ПО SystemVue для устройств с более высокой мощ-
ния модели IBIS-AMI3, моделирование и Ptolemy для их проверки на уровне ностью, таких как новейшие смарт-
переходных процессов, S-параметров системы, а также ADS Data Display фоны/фаблеты (гаджет, сочетающий
и электромагнитного поля на физи- для расширенного анализа данных. функции смартфона и планшетного
ческом уровне, обеспечивает соответ- GoldenGate связывает систему, подси- компьютера), планшеты и ноутбу-
ствие проектов требованиям самых стему и разработку с анализом на уров- ки, с напряжением до 20 В с током
последних стандартов. Для поддержки не компонентов как часть комплекс- до 8 А при выходной мощности 80 Вт.
моделирования каналов в среде ADS ного процесса проектирования для
разработчики могут использовать завершенного цикла разработки IoT. Наиболее важной особенностью
ПО EMPro, предназначенное для пол- измерительных источников питания
ного 3D-моделирования электромаг- Поскольку рано или поздно, но про- является их плавный диапазон изме-
нитных полей сложных моделей ком- ект переходит от моделирования к реа- рений, который охватывает более
понентов канала и модели IBIS-AMI лизации, в моделировании модели семи декад, что весьма полезно, так
для быстрого моделирования канала могут быть заменены на фактические как позволяет проводить точные
на основе пользовательских моделей модули конечного устройства. В этом измерения динамического потребле-
передатчика (Tx) и приемника (Rx). случае виртуальные инструменты ния тока (рис. 3). Они имеют настраи-
Такой подход избавляет от необходи- заменяют реальные измерения или ваемые характеристики для эмуляции
мости переключаться между различ- встроенное аппаратное обеспечение, батареи, что дает возможность обе-
ными инструментами, позволяя (бла- что позволяет разработчикам срав- спечить результаты моделирования
годаря совместной работе) упростить нивать моделируемую и фактически поведения устройств, сравнимые
и улучшить модулирование, а также, измеренную, как сейчас принято гово- с их функционированием от реаль-
что немаловажно, сэкономить время. рить, производительность. Для боль- ной батареи. Кроме того, в них пред-
шей наглядности симуляция может усмотрен режим работы амперметра
Кроме того, в Keysight EDA пред- использоваться для интерполяции с нулевой нагрузкой и регистрация
лагается широкий выбор технологий и экстраполяции сигналов в местах, данных вольтметра для выполнения
электромагнитного моделирования, не доступных для измерительных зон- проверки при разряде с реальной бата-
охватывающих метод моментов дов. Для обеспечения непрерывности реей, когда это необходимо. Быстрый
(Method of Moments, MoM)4, метод от проектирования до валидации про- отклик с незначительным переход-
конечных элементов и метод конеч- тотипа компания Keysight предлагает ным процессом сводит к минимуму
ных разностей во временной области падение напряжения при импульсном
(Finite Difference Time Domain, FDTD)5. токе, потребляемом беспроводными
Метод MoM использует имитатор устройствами, а частота дискрети-
Momentum для моделирования и ана- зации, равная 200 кГц, обеспечива-
лиза пассивных цепей. Он хорошо ет детальное понимание поведения
подходит для точного моделирования источника питания при измерениях.
сопряженных и паразитных эффектов
в сложных многослойных конструк- Оба измерительных источника
питания N6781A и N6786A могут
3 Модель IBIS-AMI состоит из двух текстовых файлов (*.ibs и *.ami) и платформозависимого исполняемого файла, использоваться в качестве модулей
которые позволяют симулировать различные типы сигналов и ответную реакцию, а также поддерживают выдачу на шасси анализатора цепей питания
статистической информации. IBIS (сокр. от англ. Input/Output Buffer Information Specification) — спецификация, напряжения постоянного тока N6705B.
описывающая входные и выходные буферы интегральных схем, стандартизованная EIA и ANSI (656-A), Анализатор N6705B обеспечивает
в настоящее время существует две различных модели: «модель IBIS» и «модель IBIS-AMI» — и они разные. платформу для формирования шины
4 Метод моментов — это метод оценки неизвестных параметров распределений в математической статистике питания, захвата формы напряжения
и эконометрике, основанный на предполагаемых свойствах моментов. Идея метода заключается в замене и тока, регистрации и отображения
истинных соотношений выборочными аналогами.
5 Метод конечных разностей во временной области — один из наиболее популярных методов численной
электродинамики, основанный на дискретизации уравнений Максвелла, записанных в дифференциальной форме.
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ I 55
РИС. 4.
Лучшее понимание
для оптимизации
времени работы от
батареи достигается
с развернутым по
времени и уровням
представлением
потребления тока
данных о длительном потреблении сти взаимодействия с пользователем) найти по ссылкам [3, 4]. Для измере-
тока, а также анализа результатов. с гибкой эмуляцией и настраиваемым ний еще более низкого тока и более
ПО 14585A дополняет решение, добав- режимом ожидания в беспроводном широкой пропускной способности
ляя расширенные функциональные тестовом комплекте оборудования можно использовать анализатор фор-
возможности для оценки разряда бата- позволяет оценить время автоном- мы сигнала тока CX3300A, который
реи, такие как статистический анализ ной работы устройства и потребление позволяет с высокой точностью ото-
и измерения энергии. тока в реальных условиях эксплуата- бражать такие сигналы тока, которые
ции (рис. 5). Помимо оценки влияния раньше было невозможно измерить
Пример для понимания того, на потребление энергии батареи или вообще обнаружить. Так, CX3300A
как устройства с обеспечиваемым различных режимов работы в зави- измеряет ток до 150 пА и имеет полосу
большим временным разрешением симости от тех или иных настроек, пропускания до 200 МГц.
используются при оптимизации вре- приложений пользовательского обо-
мени работы от батареи такого устрой- рудования и условий сети, пользова- По материалам компании Keysight
ства GPRS (англ. General Packet Radio тели могут анализировать влияние
Service — «пакетная радиосвязь общего изменений в конструкции, обновле- ЛИТЕРАТУРА
пользования», надстройка над техноло- ний встроенного ПО и добавления
гией мобильной связи GSM, осущест- более сложных возможностей пере- 1. Рентюк В. С большими возможностями IoT приходят
вляющая пакетную передачу данных), дачи и приема, таких как агрегация большие проблемы // IIoT. 2019.
показан на рис. 4. Слева мы видим несущих и технология использования
захваченную прибором значительную нескольких передающих и несколь- 2. W2360EP/ET SIPro, W2359EP/ET PIPro (5992-1291EN).
часть тока, который потребляется для ких приемных антенн (MIMO — www.literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5992-1291EN.
режима ожидания в режиме прерыви- Multiple Input, Multiple Output). pdf?id=2681072
стого приема DRX (по сути, периода
прослушивания радиоканала в режи- Еще целый ряд дополнительных 3. Enhance the Battery Life of your Mobile or Wireless Device
ме сбережения энергии). Изображение возможностей, которые доступны (5991-0519EN). www.literature.cdn.keysight.com/litweb/
в разобранном виде справа показыва- разработчикам с анализатором цепей pdf/5991-0519EN.pdf
ет подробности каждого всплеска тока питания напряжения постоянного тока
в режиме приема (Rx), что дает пред- N6705B, и советы по оптимизации сро- 4. 10 Tips to Optimize a Mobile Device’s Battery Life
ставление о работе приемника в тече- ка службы батареи устройства можно (5991-0160EN). www.literature.cdn.keysight.com/litweb/
ние этого периода. pdf/5991-0519EN.pdf
Часто бывает весьма полезно 5. Battery Life Challenges in IoT Wireless Sensors and the
оценить устройство при его рабо- Implications for Test (5991-2698EN). www.literature.cdn.
те от источника питания в режиме keysight.com/litweb/pdf/5992-1192EN.pdf?id=2713814
эмулятора батареи. Это также может
обеспечить измерительный источник РИС. 5.
напряжения постоянного тока. В дру- Разработчики, используя
гих случаях нужно использовать фак- анализатор цепей питания
тическую батарею устройства, напри- напряжения постоянного
мер при проведении теста на разряд тока в сочетании
реальной батареи. Эта тестовая с UXM-комплектом для
настройка показывает дополнитель- тестирования средств
ное понимание того, как ведет себя беспроводной связи,
то или иное устройство, когда работает могут в полной мере
от батареи. Анализатор N6705B в соче- оценить разряд батареи
тании с комплектом для тестирования и потребление тока
средств беспроводной связи E7515A
UXM (предусматривает возможно-
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
56 I НАЗВАНИЕ РУБРИКИ
ТОНКОСТИ УСТАНОВКИ И РАЗВЕРТЫВАНИЯ
БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ
ДЖАСТИН ШЕЙД JUSTIN SHADE
ПЕРЕВОД: ВЛАДИМИР РЕНТЮК
Начиная проектирование беспроводной сети, важно определить, кто, что, когда, где и, наконец,
зачем ее устанавливает и развертывает. На что необходимо обратить внимание? Рассмотрим
важные вопросы, которые должен задать себе разработчик такой сети.
РИС. 1. Беспроводные сети при раз- странения электромагнитных волн, знать, кто будет финансировать
Инженеры со стороны вертывании на промышленных а по сути — в воздухе. проект, а кто — использовать (экс-
операционной технологии предприятиях могут обеспечить плуатировать) и обслуживать сеть.
(OT) приложения хотят большую ценность и сокращение В случае проводных сетей все Это могут быть две разные груп-
текущих производственных рас- участники знают, куда направляют- пы людей, которые имеют разные
получать данные ходов. Возможность передавать ся данные, что еще находится «на взгляды на то, как такая сеть будет
визуально информацию из точки A в точку B проводе», и могут предсказать про- реализована. Часто здесь возника-
с той же надежностью и точностью, изводительность сети. То же самое ет ситуация «лебедя, рака и щуки»
и читабельно, чтобы что и при использовании проводной можно сказать и о беспроводных из известной басни.
они могли эффективно связи, и при этом экономить день- системах, если в процессе проекти-
их интерпретировать. ги является огромным преимуще- рования и проверки были предпри- Важно также знать, кто финанси-
ством. Однако все это справедливо няты правильные шаги. Рассмотрим рует проект — инженерная группа
Изображения лишь при условии, что реализация аспекты, на которые нужно обратить или исполнительная? У каждой
предоставлены компанией такой сети продуманна, а сама сеть внимание. из этих групп свои цели. Инженер-
разработана правильно. Проекти- ная группа ищет лучший вариант
Phoenix Contact рование беспроводной сети имеет КТО ЯВЛЯЕТСЯ решения проблемы. Специалисты
много переменных и неизвестных, ЗАИНТЕРЕСОВАННЫМИ необязательно будут фокусиро-
так как ее проектировщики не могут СТОРОНАМИ И КТО БУДЕТ ваться на стоимости системы, если
«видеть» все, что происходит в эфи- ПОДДЕРЖИВАТЬ СЕТЬ? она позволяет решить проблему.
ре, как ранее называли среду распро- Руководитель исполнительного
При первом обсуждении реали- руководства может быть в большей
зации беспроводной сети важно степени сосредоточен на рентабель-
ности инвестиций и себестоимости
системы. Чтобы сделать процесс
проектирования более управляе-
мым, важно знать, какая из этих
групп участвует и как с помощью
разумного предложения удовлет-
ворить их запросы и решить про-
блемы.
С рутинной стороны инженеры
подразделений операционной тех-
нологии (OT) фокусируются на дан-
ных, поступающих из сети и отно-
сящихся к приложению (рис. 1).
Их сфера — это эксплуатационные
технологии, включая аппаратное
и программное обеспечение, пред-
назначенное для обнаружения или
возникновения изменений в физи-
ческих процессах посредством пря-
мого мониторинга и/или управле-
ния физическими устройствами.
Они хотят получать данные в визу-
альном, удобочитаемом виде, чтобы
они могли эффективно интерпре-
тировать их: например, на экране
человеко-машинного интерфейса
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ I 57
или как веб-страницы для устройств КАКОВЫ СРОКИ сит: «Всякая работа требует боль- РИС. 2.
Ethernet. Инженеры информацион- ДЛЯ КАЖДОГО ЭТАПА ше времени, чем вы думаете». Так Уточнение «где?»
ных технологий также заинтересо- РАЗВЕРТЫВАНИЯ СЕТИ? что всегда полезно иметь запас очень сильно влияет
ваны в данных, но скорее в необ- на непредвиденные ситуации, а то, на конечное решение
работанном формате. Они хотят Знание сроков этапов и завер- что они будут, — можно не сомне- приложения. Например,
иметь возможность управлять, под- шения проекта важно, потому что ваться. беспроводная сеть
держивать и настраивать беспровод- может помочь определить, какие в заводском цехе будет
ную систему, но с инструментами, беспроводные решения для него ГДЕ УСТАНАВЛИВАЕТСЯ отличаться от удаленной
которые они используют в своей допустимы. Некоторые проекты И РАЗВЕРТЫВАЕТСЯ сети управления
ежедневной практике. Применение имеют длинные циклы, включаю- СИСТЕМА? предприятия
интерфейса командной строки для щие спецификацию, тендер, дизайн,
этих типов функций более харак- тестирование, установку и проверку. Знание того, где будет установ-
терно для ИТ-инженера, чем для Эти проекты могут занять месяцы лена система, не просто важно,
веб-менеджера. или годы. Другие проекты от идеи а крайне важно (рис. 2). Инженер-
и до установки могут требовать проектировщик должен знать, какая
КАКОВЫ ОЖИДАНИЯ лишь несколько дней. Знание гра- инфраструктура доступна для новой
ОТ СЕТИ? КАК ЕЕ БУДУТ фика времени пользователем также беспроводной системы. Доступен
ИСПОЛЬЗОВАТЬ? поможет компании — разработчи- ли радиочастотный канал? Нужна
ку сети соответствующим образом ли аренда оборудования для уста-
Вопрос «что?», вероятно, явля- планировать свое время и сообщить новки нового оборудования? Уста-
ется наиболее недооцененным клиенту, что можно и чего нельзя новлены ли уже антенные мачты или
в процессе проектирования бес- предоставить заказчику в этот пери- понадобятся новые?
проводных сетей. Какого пользо- од времени.
вателя ожидает сеть? Недостаточно Во-вторых, важно учесть, есть
спросить: «Что вы хотите, чтобы Если клиенту нужно все сделать ли в зоне развертывания какие-
он делал?». Важно, что пользо- быстро и «еще вчера», но при этом либо существующие или заплани-
ватель хочет, чтобы сеть делала, требуется установка некоторой рованные беспроводные системы?
и, возможно, это два совершенно инфраструктуры, например такой В современном мире беспроводная
разных вопроса. как антенные мачты, различные связь есть везде, но ее невозможно
разрешения или аренда специаль- увидеть. Знание местоположения
Например, если клиент заявляет ных транспортных средств, — стоит новой установки позволяет проек-
о необходимости удаленного досту- сообщить пользователю, возможен тировщику оценить и исследовать
па к программируемому логическому ли запрошенный период времени беспроводные системы уже в этой
контроллеру (ПЛК), это звучит как или нет. Здесь важно не строить области и принять те или иные меры
простое приложение. Другие дета- наполеоновских планов, а смо- для предотвращения между ними
ли этого «хочу» могут уже иметь треть на вещи реально. В извест- конфликтов. Для того чтобы беспро-
значение «что». Что, если этот ПЛК ном законе Паркинсона говорит- водная сеть могла сосуществовать
находится на расстоянии 5 миль, ся, что «работа заполняет время, с уже действующими сетями, нужно
без беспроводной инфраструктуры отпущенное на нее», но в противо- привлечь к обсуждению вопроса вла-
и данные должны быть доступны положность ему закон Мерфи гла- дельцев этих систем.
в круглосуточном режиме, «24×7»?
Тут нужно копать глубже, а следо-
вательно, очень важно понимать
потребности и ожидания клиента.
Предварительное рассмотрение всех
требований облегчает предоставле-
ние подходящего конечного решения
на уровне системы.
Принимая во внимание такие
детали, инженер-разработчик может
подробно рассмотреть варианты
с заказчиком. Лучше не строить
догадки, а обсудить с заказчиком
(если потребуется, и десять раз),
чего можно и нельзя достичь, и дать
реалистичную оценку того, сколь-
ко стоит сделать то, что он хочет,
так, как он этого желает, или пред-
ложить альтернативный подход,
который может стоить дешевле,
но с определенными ограниче-
ниями. Инженер-проектировщик
может оценивать, тестировать
и проверять проект уже на основе
этих ожиданий.
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
58 I БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ЗАЧЕМ ЗАКАЗЧИК Соответственно, и предложенный ТЩАТЕЛЬНОЕ
УСТАНАВЛИВАЕТ проект системы должен быть рас- ПЛАНИРОВАНИЕ
БЕСПРОВОДНУЮ СЕТЬ? смотрен на основе фиксированного ПРЕДОТВРАЩАЕТ
бюджета. С другой стороны, если ИНФАРКТ
Вопрос, конечно, интересный. это некое критически важное обнов- У РАЗРАБОТЧИКА
Но действительно, зачем клиент ление, потому что компания теряет
устанавливает беспроводную систе- связь с важными производственны- Понимание того, кто, что, когда,
му? Почему бы не запустить кабель? ми активами, а каждую минуту, когда где и, наконец, зачем устанавливает
Он хочет установить беспроводную они по той или иной причине про- и развертывает беспроводную систе-
систему для решения какой-либо про- стаивают, это приносит владельцам му, — имеет решающее значение для
блемы? Стоит ли эта проблема денег убытки в тысячи долларов, то в этом ее успешной инсталляции. Лучше
пользователя? Или у них просто есть случае решение системы может отли- собрать все данные от пользовате-
дополнительный бюджет, который чаться, а ее разработчик может потре- ля в самом начале и держать с ним
они должны потратить до конца года? бовать и премии. В последнем нет открытую линию связи. Если во время
Они пытаются соответствовать новой ничего зазорного — каждая работа проекта происходят изменения, нужно
спецификации процесса или были стоит денег. обсудить их с заказчиком и объяснить,
оштрафованы, например, за пре- как эти изменения повлияют на систе-
вышение недопустимых выбросов? Есть еще один существенный му в целом с точки зрения стоимости,
Ответы на эти вопросы помогают момент, который важно понять, — функциональности и надежности.
разработчику получить представле- необходимо организовать и иметь
ние о важности установки и о том, хорошее и открытое общение с поль- Не стоит бояться требовать или
как ее проектировать уже на основе зователем на каждом этапе процесса запрашивать (лучше в письмен-
полученной информации. проектирования. Если вдруг «поче- ном виде) подробные объяснения
му?» изменится, то и решение систе- от пользователя. Чаще всего, если
Например, если пользователь мы может измениться. Здесь можно об этом спрашивают в первую оче-
устанавливает беспроводную систе- перефразировать еще один закон редь, это означает, что пользователь
му только потому, что у него в конце Мерфи: «Просьба об изменениях, тоже не думал о подобных аспектах.
года появился некий дополнительный которые совершенно необходимо Задав эти вопросы на первом этапе,
бюджет, который нужно обязатель- внести в систему, всегда поступает можно будет сберечь много нервных
но «освоить», то возможные затраты после того, как ее проектирование клеток, а они, как говорят, плохо вос-
на систему будут определяться толь- почти закончено». станавливаются. Лучше быть умным
ко этим фиксированным бюджетом. сейчас, чем потом.
Реклама
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
НАЗВАНИЕ РУБРИКИ I 59
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ
И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ НА ПРЕДПРИЯТИИ:
С ЧЕГО НАЧАТЬ И ЧТО ДЕЛАТЬ
ДАНИИЛ ПИЛИПЕНКО
Сегодня промышленные предприятия активно внедряют в производственные процессы
все больше новых технологических решений. Многие компании понимают, что переход
к модели «Индустрия 4.0» обеспечит более безопасное, конкурентоспособное и эффективное
производство. Но вместе с увеличением популярности новых технологий повышается расход
электроэнергии, цены на которую растут из года в год. За период 2017–2019 гг. стоимость
электроэнергии для промышленных предприятий выросла в два раза, что отразилось на
себестоимости конечной продукции. Поэтому сегодня перед компаниями как никогда остро
встает вопрос о том, каким образом можно снизить энергозатраты, одновременно увеличив
энергоэффективность.
На российском рынке есть компа- ляют потенциал энерготехнологи- После чего осуществляется модерни-
нии, которые занимаются проведени- ческого хозяйства. По результатам зация инфраструктуры и внедрение
ем энергетического обследования как энергообследования предоставляется комплекса энергоэффективных меро-
для промышленных предприятий, так отчет, который содержит подробный приятий.
и для крупного бизнеса в целом. В ходе анализ предприятия и рекомендации
обследования они выявляют проблем- по внедрению наиболее экономически Опыт команды Schneider Electric
ные аспекты эксплуатации и опреде- выгодных и оправданных решений. позволяет с уверенностью сказать, что
при правильном подходе и при реали-
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
60 I АВТОМАТИЗАЦИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ
зации рекомендованных мероприя-
тий в кратчайшие сроки возможно
сократить расходы на электрическую
энергию до 30%. Полностью оценить
ситуацию на производстве позволяет
обследование всех систем — энерго-
снабжения, насосных и вентиляцион-
ных, инженерных и освещения, а также
сжатый воздух, пар, тепловая энергия,
холод и другие показатели. В результа-
те список мероприятий может полу-
читься обширный и включать десят-
ки, а то и сотни рекомендаций, однако
наиболее эффективными и популяр-
ными являются следующие:
• установка частотно-регулируемых
приводов;
• модернизация освещения;
• оптимизация систем вентиляции,
кондиционирования и холодо-
снабжения;
• установка системы мониторинга
и контроля потребления энерго-
ресурсов;
• оптимизация закупок энергоре-
сурсов;
• строительство собственной мини-
ТЭЦ на базе газопоршневых уста-
новок.
Одним из проектов Schneider
Electric стало внедрение энергоэф-
фективных решений для крупней-
шей международной компании,
занимающейся розничной торговлей.
В результате энергетического обсле-
дования компании была выявлена
перспектива снижения затрат на 26%
и заключен перфоманс-контракт на 5
лет с гарантией экономии. В компа-
нии произведена замена частотно-
регулируемых приводов, обновлены
системы учета энергопотребления
и контроля ключевых показателей
энергоэффективности, а также опти-
мизированы контрактные условия
закупок энергоресурсов.
У другого заказчика компании
Schneider Electric — металлургиче-
ского комбината — стояла противо-
положная задача: ситуация с усло-
виями закупок энергоресуров была
благоприятная, но с технической сто-
роны имелись пробелы. В результате
обследования было рекомендовано
применение энергосберегающих
ламп (экономия до 50% электро-
энергии), использование в качестве
отопительных агрегатов приборов
инфракрасного излучения (эко-
номия до 20% тепловой энергии),
замена вентиляторов конденсаторов
на энергоэффективные (экономия
до 30% электроэнергии) и прочее.
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
АВТОМАТИЗАЦИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ I 61
Для пищевой промышленности паемости проекта составил два года, зуя меньше ресурсов. Способов
Schneider Electric предлагает энерго- и компания Schneider Electric финан- снижения энергозатрат сегодня
эффективное решение под названи- сово гарантировала результат. Ана- существует очень много, однако
ем CIP advisor. Оно позволяет сокра- логичные решения применимы и для это технически сложная задача,
тить время мойки, уменьшить расход горнодобывающих предприятий. требующая внедрения целого ком-
реагентов, снизить потери продукта плекса различных мероприятий.
и расходы на электроэнергию. Дан- Сейчас Schneider Electric реализует Грамотный подход к решению
ное решение успешно внедряется проект для крупной электротехни- этого вопроса поможет компа-
на самых крупных пищевых пред- ческой компании, в рамках которого ниям увеличить экономический
приятиях мира. ведется строительство мини-ТЭЦ эффект за счет сокращения рас-
мощностью 3 МВт. Что поможет хода электроэнергии на производ-
Еще одно направление для сни- заказчику сократить энергозатраты ство единицы товара, что в свою
жения затрат на электроэнергию — с 6,5 до 3 руб. за 1 кВт·ч, а это зна- очередь позволит снизить цену для
строительство мини-ТЭЦ на базе чительно скажется на себестоимости конечных покупателей и увеличит
газопоршневых установок в парал- конечной продукции. конкурентоспособность продукции
лельном или островном режиме. компании на рынке.
Как показывает опыт реализации Основная цель любого бизне-
подобных проектов, это наиболее са — производить больше, исполь-
эффективное решение по снижению
затрат для многих мировых компа-
ний. Оно позволяет уменьшить
расходы на электрическую энергию
в 2–3 раза. Решение оптимально
для предприятий Крайнего Севера,
где нет возможности подключить
электроэнергию ввиду отсутствия
электрических сетей.
Проект на основе газопоршневых
станций был успешно реализован для
ведущей золотодобывающей компа-
нии страны, перед которой стояла
задача по комплексному снижению
энергозатрат и увеличению прибыли
от производства. В результате энерго-
обследования было принято решение
о создании собственной генерации для
промышленного комплекса, состоя-
щей из строительства мини-ТЭЦ
и реконструкции котельной. Срок оку-
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
62 I НАЗВАНИЕ РУБРИКИ
ОПТИМИЗАЦИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ
НА ЗАВОДЕ IVECO
КРИСТОФЕР ХАУГ CHRISTOPHER HAUG
Энергоэффективность начинается не на шоссе, а еще при производстве автомобилей, которое
использует интеллектуальную автоматизацию для экономии электроэнергии
и сокращения расходов. Именно решения по энергоэффективности стали краеугольным
камнем сотрудничества Festo и завода IVECO в Мадриде.
РИС. 1. по энергоэффективности, основан-
Камера смешивания ное на блоках подготовки воздуха
автомобильных покрытий MS9 от Festo. Решение, созданное
специально для IVECO, работает так
же, как модуль энергоэффективности
MSE6-E2M, но имеет более высокие
показатели расхода воздуха.
За последние несколько лет Предприятие в Мадриде стало пер- АВТОМАТИЧЕСКИЙ
на испанском заводе, где выпускает- вым заводом IVECO холдинга CNH МОНИТОРИНГ
ся тяжелый коммерческий транспорт Industrial N.V., которому в 2017 г. был
и находится научно-технический присвоен «золотой уровень» World Модуль энергоэффективности
центр IVECO, внедрено множество Class Manufacturing за интегрирован- используется в камере смешивания
инноваций в области защиты окру- ное управление производственными автомобильных покрытий (рис. 1),
жающей среды. В результате выбросы системами и процессами. которая благодаря ему значительно
CO2 на изготовленную единицу транс- сокращает потребление электроэнер-
порта снижены на 53%, а до 99% отхо- Завод перешел на новый этап гии. Камера смешивания на IVECO
дов производства перерабатывается. проекта по сокращению выбросов Madrid служит внутренним центром
углекислого газа и внедрил решение снабжения для покрасочных боксов —
как ручных, так и оснащенных робота-
ми (рис. 2). Менеджер по техническому
обслуживанию Мигель Анхель Даган-
со описывает преимущества пнев-
матического процесса смешивания:
«Модуль автоматически контролирует
и регулирует подачу сжатого воздуха.
Мы экономим энергию, поскольку
интеллектуальное устройство посто-
янно отслеживает количество потре-
бляемого воздуха и автоматически
отключает его подачу, когда система
переходит в режим ожидания».
РИС. 2. СОКРАЩЕНИЕ ОБЪЕМА
Ручное окрашивание ТЕХНИЧЕСКОГО
пластиковых деталей ОБСЛУЖИВАНИЯ
кузова на заводе IVECO
Интеллектуальная пневматика
в Мадриде модуля Festo сделала значительно
эффективнее и обслуживание покра-
сочных боксов. Например, больше
не нужно накапливать постоянное
давление; обнаруживать утечки стало
значительно проще и дешевле. «Как
только система обнаруживает паде-
ние давления, она отправляет уведом-
ление, — говорит Дагансо. — Теперь
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
АВТОМАТИЗАЦИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ I 63
нам не требуется постоянная команда РИС. 3.
специалистов, занимающихся только Оператор
техническим обслуживанием». управляет модулем
энергоэффективности
ПРОЗРАЧНОСТЬ с помощью сенсорного
ПРОЦЕССОВ экрана (также он может
использовать для этого
Модуль энергоэффективности смартфон или планшет)
также позволяет осуществлять мони-
торинг данных технологического РИС. 4.
процесса. Мигель Анхель Дагансо Модуль
говорит: «Мониторинг критически энергоэффективности,
важных данных технологического помещенный в защитный
процесса — это большое преимуще- шкаф ATEX
ство в контексте «Индустрии 4.0».
Энергоэффективность пневмати- ет управлять системой непосредствен-
ческих компонентов наших про- но на предприятии. Из соображений
изводств значительно повысилась безопасности модуль и терминал CPX
за счет того, что теперь мы имеем защищены шкафами ATEX (рис. 4),
доступ к данным технологическо- благодаря чему решение по автома-
го процесса, недоступным для нас тизации соответствует требованиям
прежде». Информацию, собранную директивы ATEX для EC для потен-
модулем, легко получить и считать, циально взрывоопасных зон, и это
используя смартфон или планшет. стало еще одним плюсом компакт-
Обнаруживать аварийные ситуации ной конструкции модуля для IVECO
стало гораздо проще, а время реакции Madrid. Компания IVECO планирует
на инцидент заметно сократилось. установить модуль и на других своих
заводах.
БЕЗОПАСНАЯ РАБОТА
Модуль энергоэффективности был
установлен в паре с терминалом CPX.
Его сенсорный экран (рис. 3) позволя-
Реклама
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
64 I НАЗВАНИЕ РУБРИКИ
СОЗДАНИЕ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
НА ОСНОВЕ PLCТЕХНОЛОГИИ
ФЕДОР КОРОТЧЕНКО
НАТАЛЬЯ НАТАШИНА
[email protected]
В статье рассказывается о построении и применении сетей передачи данных на основе
технологии PLC в энергетике, управлении наружным и внутренним освещением, нефте-,
газо- и угледобывающих отраслях, системах автоматического и диспетчерского управления,
автомобильных зарядных станциях, видеонаблюдении с трала. Материал предназначен
для руководителей, технических специалистов, связанных с организацией построения
сетей передачи данных, а также компаний-интеграторов, разрабатывающих и внедряющих
автоматизированные системы управления.
Технология PLC (Power line тром, адаптивную стабилизацию, данных в распределенных комму-
communication) — телекоммуника- ускоренную синхронизацию, кодиро- никационных системах, в системах
ционная технология, базирующаяся вание с защитой от ошибок и опти- управления, контроля, а также обще-
на использовании силовых электро- мизированный протокол символьной го применения без дополнительно
сетей для высокоскоростного инфор- пересылки. Основа этого подхода выделенных линий связи. Исполь-
мационного обмена. Термин PLC заключается в адаптивной стабилиза- зуя PLC-технологию распростране-
описывает несколько разных систем, ции и динамической адаптации к рас- ния сигнала и организацию сетевых
использующих линии электропере- согласованию импеданса электросети. протоколов на базе микропроцессо-
дачи (ЛЭП) для пересылания голо- ра, можно организовать надежную
совой информации или данных. Сеть Скорость, устойчивость, безоши- сеть обмена данными цифровых
передает голос и данные, накладывая бочность и надежность передачи устройств по линии электропере-
цифровой радиосигнал поверх стан- данных, а также широкая полоса про- дачи, при этом нет необходимости
дартного переменного тока частотой пускания сигнала модема в реальном в прокладке дополнительных дорого-
50 или 60 Гц. времени позволяют использовать его стоящих сетевых кабелей.
в электросети c многочисленными
Компания «ТелЛинк» при исполь- узлами, поддерживающими различ- Микроконтроллер модема реализу-
зовании технологии PLC обеспечивает ные промышленные протоколы. ет широкополосную модуляцию сиг-
оптимизированную широкополосную нала, автоматическое отслеживание
модуляцию с расширяющимся спек- Микропроцессорный контроллер и адаптацию к быстроизменяющимся
PLC-сети обеспечивает передачу
ТАБЛИЦА. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ PLCМОДЕМОВ
КОМПАНИИ ТЕЛЛИНК
Наименование Скорость, кбит/с, физ. уровень/ Дальность, км, Интерфейс
уровень приложения без учета ретрансляции
TL300(L) 480/160 0,5
TL301(L) Версия L 9,6 UART/RS-485
1
TL302(L) 2
TL303 RS-232/RS-485
3
TL304 480/160 4
TL305 Версия L 9,6 5
TL310
RS-232/RS-485/Ethernet
10
TL320 20
TL330 30
TL350 480/160 50–100 RS-232/RS-485/Ethernet
TL350E 100
TL3010 1500/500 100 RS-232/RS-485/Ethernet
TL300LED 480/160 0,5 Ethernet, ШИМ, DALI, 1-10
TL300LoRa PLC + радиомодем LoRa
TL2010 20 Мбит/с 10 Ethernet
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
АВТОМАТИЗАЦИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ I 65
условиям распространения сигнала, узлами, поддерживающими различ- трализованного управления. Система
прямое исправление ошибок, прото- ные промышленные протоколы. коммерческого учета энергоресурсов
кол помехозащищенной символьной (АСКУЭ, АИИС КУЭ) состоит из трех
пересылки. Все микропроцессоры С учетом того, что пользователю основных уровней: приборы учета,
и микроконтроллеры, оптимизиро- доступна максимальная скорость канал связи, обработка полученных
ванные для PLC-оборудования, а так- до 500 кбит/с на внешнем интер- данных. Приборы учета — электро-,
же контроллеры физического уровня, фейсе, это решение оптимально для тепло-, водосчетчики, различные
процессор передачи данных, процес- систем с высокими требованиями датчики и регистраторы. Канал
сор канального уровня выполнены к пропускной способности канала, связи — PLC. Обработка данных —
на основе микропроцессорной архи- систем автоматизации, мониторин- локальный или удаленный сервер
тектуры. га и других служб, использующих с программным комплексом учета
высокочастотную связь по ЛЭП. и контроля энергоресурсов.
Аналоговые и цифровые микро-
схемы, обеспечивающие функции Емкостное устройство присоеди- Функции, которые могут выпол-
PLC-приемопередатчика, осущест- нения УП предназначено для пере- нять такие системы:
вляют модуляцию/демодуляцию, дачи данных по высоковольтным • Учет электроэнергии.
отслеживание и адаптацию распро- линиям с напряжением до 10 кВ как • Учет воды.
странения сигнала, прямое исправ- воздушным, так и кабельным путем. • Учет тепла.
ление ошибок. С применением УП является неотъемлемым звеном • Охранная сигнализация — выяв-
высокоинтегрированных, специали- при построении PLC-сетей, выпол-
зированных микросхем, выполняю- няет передачу высокочастотных ляет наличие движения людей/
щих как цифровые, так и аналоговые сигналов PLC-модема в канал свя- объектов в запрещенной зоне или
функции, нет необходимости уста- зи с номинальным напряжением в нерабочее время суток, извещает
навливать дополнительные внешние до 10 кВ и обратно, обеспечивая оператора.
устройства или схемные решения. в свою очередь гальваническую раз- • Охранное видеонаблюдение.
вязку потенциалов и согласование • Пожарная сигнализация —
Области применения PLC-модемов импеданса между первичным и вто- не является заменой штатной сиг-
«ТелЛинк»: ричным терминалами, не требует нализации, выполняет дубли-
• Энергетика (телемеханика, дополнительного электропитания рующие функции. Однако
и не нуждается в каких-либо совместно с датчиком движения
SCADA (АСУ ТП), телефония, настройках. Конструкция и габари- и/или с видеокамерой позволяет
АСКУЭ). ты УП позволяют устанавливать его гораздо быстрее выявить возго-
• Система автоматического и дис- как в ТП, так и в выкатных ячейках рание.
петчерского управления, система РП (РТП) и ПС, как внутри, так и вне
централизованного учета энерго- помещения. Корпус УП изготовлен НЕФТЕ, ГАЗО
потребления, нефте-, газо- и угле- из стекловолокна с полиэстером, И УГЛЕДОБЫВАЮЩАЯ
добывающие отрасли. что обеспечивает необходимый уро- ОТРАСЛИ
• Управление освещением. вень безопасности при эксплуатации
• Видеонаблюдение с трала рыбо- и степень защиты по классу С3. PLC-технологию можно исполь-
ловного тральщика. зовать для осуществления дистанци-
• Зарядные станции для электро- Индуктивное устройство при- онного мониторинга. Комплексное
мобилей по стандарту HomePlug соединения УП-i имеет назначе- решение обеспечивает беспроводной
Green Phy. ние, аналогичное емкостному УП, доступ к точкам измерения, до кото-
В таблице представлен крат- но отличается быстротой и легкостью рых трудно добраться.
кий обзор PLC-модемов серий 200 установки без непосредственного
и 300 компании «ТелЛинк». Рассмот- контакта с токоведущими частями Функции решения:
рим подробнее варианты их исполь- ЛЭП. • Диагностика и управление сква-
зования.
Реализация системы промыш- жинными насосами.
ЭНЕРГЕТИКА ленного учета энергоресурсов или • Передача данных с различных
Для сбора и передачи данных автоматизированной системы управ-
ления технологическим процессом датчиков.
по линиям электропередачи 0,4– представлена на рис. 1. • Удаленное управление процессами.
10 кВ компания «ТелЛинк» разра-
ботала оборудование узкополосно- СИСТЕМЫ Предлагаемые нами системы
го доступа — модемы, емкостное АВТОМАТИЧЕСКОГО с использованием PLC-модемов
и индуктивное устройства присоеди- И ДИСПЕТЧЕРСКОГО серии TL300 имеют следующие
нения к кабельным линиям и ЛЭП. УПРАВЛЕНИЯ достоинства:
Оборудование предназначено специ- И ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО • Скорость модемов TL300 в 10 раз
ально для решения задач контроля УЧЕТА
и управления в области энергети- ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ превышает скорость аналогичных
ки и построения таких систем, как PLC-модемов, радио- и GSM-
АСКУЭ и SCADA (АСУ ТП), телеме- Автоматизированная систе- модемов других компаний.
ханика, телефония и др. ма предназначена для локального • Построенная сеть будет работо-
управления потреблением тепловых способна уже через 5 мин после
PLC-модем 300-й серии можно ресурсов, а также централизованно- включения, а не через несколько
использовать в электросетях разно- го сбора и обработки информации часов или даже через сутки, как
го напряжения, с многочисленными о работе ИТП и решения задач цен- на других PLC-модемах.
• В случае изменений условий в элек-
тросети (а это происходит посто-
янно) и «пропадания» некоторых
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
66 I АВТОМАТИЗАЦИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ
РИС. 1.
Схема системы
промышленного учета
энергоресурсов
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
АВТОМАТИЗАЦИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ I 67
PLC-модемов наша сеть автомати- – учет времени работы све- нительных ретрансляторов связи РИС. 2.
чески произведет реконфигурацию тильника в течение всего внутри здания, поскольку каждый Вариант модификации
с учетом новых условий, устранив срока эксплуатации; модем светильника является еще модема TL300
временную неработоспособность и ретранслятором сигнала.
пропавшего узла. На это уйдет так- – прогнозирование возмож- • АСУО наружного освещения ана- РИС. 3.
же не более 5 мин. ных неисправностей и сро- логична АСУО зданий, за исклю- PLC-плата 300LED
• При построении систем учета ков замены светильника. чением наружного исполнения.
с применением многофункцио- Преимущества двухканального
нальных счетчиков скорость • Обработка и передача в соот- модема серии 300LED:
является неоспоримым преиму- ветствии со стандартами: ШИМ, • Два PLC-чипа на разные диапазо-
ществом, поскольку обработка DALI, 0–10. ны для увеличения надежности
больших объемов данных тре- Для автоматической системы связи. Фактически это два моде-
бует более высокой пропускной ма в одном, которые управляются
способности в каналах передачи. управления освещением компания единым микроконтроллером.
И также высокая скорость крайне «ТелЛинк» разработала двухканаль- • В модеме TL300LED.2 благодаря
важна для АСУ ТП. ный и одноканальный модемы серии наличию дублирующего кана-
На рис. 2 изображена одна из моди- 300LED. Состав и описание системы: ла исключена потеря связи при
фикаций модема серии TL300. • АСУО помещения — самостоя- сильных помехах и при сильном
понижении импеданса электросети
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ тельная система, управляющая (внезапном включении мощной
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ одной или несколькими груп- нагрузки).
НАРУЖНЫМ пами светильников в одном или • Высокие требования по надеж-
И ВНУТРЕННИМ нескольких помещениях. ности — расширенный темпе-
ОСВЕЩЕНИЕМ АСУНО • Блок управления светильником ратурный диапазон, большие
И АСУВО устанавливается внутрь светиль- запасы по напряжению питания,
ника и управляет одним или усиленная защита от импульсных
Автоматизированная система несколькими светильниками. бросков напряжения по линии
управления на базе светодиодных Состоит из PLC-модема и блока связи (электросети).
светильников предназначена для питания светильника.
централизованного автоматического • Модемы применяют Mesh
и оперативно-диспетчерского управле- (SmartGrid) топологию, при кото-
ния наружным освещением улиц, а так- рой каждый модем может пере-
же освещением объектов на предпри- давать данные любому другому
ятии. Система позволяет существенно модему, выступая ретранслято-
снизить потребление электроэнергии ром. Таким образом обеспечива-
для внутренних светильников до 80%, ется теоретически неограниченная
для наружного освещения — до 30%, площадь покрытия. Работа всей
увеличить срок службы светильников системы координируется управ-
в 3–5 раз, снизить расходы на техоб- ляющим блоком, называемым
служивание светильников, срок оку- концентратором, который распо-
паемости составит 1–2 года. На рис. 3 ложен непосредственно у компью-
представлена PLC-плата серии 300LED, тера центрального пульта (ЦП).
встраиваемая в светильник. • В зависимости от расположения
помещений, оборудованных
Возможности системы: управляемыми светильниками,
• Автоматическое управление осве- и их удаленности от ЦП может
потребоваться установка допол-
щением (включение/выключение, нительных модемов для ретран-
яркость свечения) — каждым сляции сигнала, например в этаж-
светильником в отдельности или ных щитках здания. При наличии
группой светильников: можно задействовать существую-
– по предварительно состав- щую инфраструктуру здания —
коаксиальный кабель, витую пару,
ленной программе; иные выделенные линии. В этом
– в зависимости от уровня случае возможно существенное
снижение стоимости проекта
естественной освещенности; за счет уменьшения количества
– по датчику движения и/или используемых модемов.
• АСУО здания — централизован-
акустическому датчику. ная компьютеризованная система
• Контроль технических параме- управления, охватывающая осве-
щение и другие системы целого
тров светильников (встроенные здания или группы зданий.
в светильник датчики температу- • Работа данной системы аналогична
ры, влажности, тока, напряжения) работе АСУО помещения за исклю-
с выводом на пульт оператора: чением того, что в этом случае
– текущих параметров све- не потребуется установка допол-
тильника — ток потребле-
ния, напряжение питания,
температура, влажность;
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
68 I АВТОМАТИЗАЦИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ
РИС. 4. • Для работы модемов в сложных • В случае изменений условий ЗАРЯДНЫЕ СТАНЦИИ
Буксировка трала электромагнитных условиях раз- в электрической сети в течение ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ
работаны специальные прошив- 5 мин будет произведена авто-
РИС. 5. ки, позволяющие с многократ- матическая деконфигурация Зарядные станции предназначены
Зарядная станция ными переповторами передавать с устранением временной нетру- для зарядки электромобилей и долж-
для электромобилей сигнал по нескольким каналам доспособности пропавшего узла. ны поддерживать протокол обмена
одновременно. стандарта IEC/ISO 15118-3 между
ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ зарядной станцией и электромоби-
• Модемы поддерживают ретран- С РЫБОЛОВНОГО лем. В настоящее время, несмотря
сляцию с режимом автоматиче- ТРАЛЬЩИКА на большое количество уже уста-
ского конфигурирования и рекон- новленных зарядных станций, лишь
фигурирования сети. Для решения задач по получению незначительная их часть поддержи-
информации с гидроакустической вает стандарт HomePlug Green Phy.
• Наличие второго, более широко- аппаратуры и подводных видеокамер Компанией «ТелЛинк» разработан
полосного и скоростного канала с рыболовных и научных судов ком- модем, на данный момент соответ-
позволяет установить, например, панией «ТелЛинк» был разработан ствующий требованиям стандарта
камеры видеонаблюдения или модем TL2010. Гидроакустическая IEC/ISO 15118-3. Модем может быть
подключить иное оборудование, аппаратура и видеокамера находятся встроен как во вновь разрабатывае-
требующее повышенной про- на трале, который буксируется судном мую зарядную станцию, так и в уже
пускной способности. (рис. 4). Трал соединен с судном коак- эксплуатирующиеся. На рис. 5 пред-
Достоинства одноканальных моде- сиальным или медным кабель-тросом ставлен пример зарядной станции
длиной до 10 км. С судна на трал посту- для электромобилей.
мов серии 300LED: пает напряжение питания и команды
• Намного более высокая скорость, управления. В обратную сторону При необходимости модем может
с трала на судно идет поток инфор- быть интегрирован в мини-, микро-
чем у аналогичных устройств. мации — данные с гидролокатора компьютер на базе Linux для под-
• Построенная сеть будет работо- и видеоизображение со скоростью держания полного стандарта IEC/
потока 4–10 Мбит/c. Для выполнения ISO 15118, обеспечивая не только
способна через 5 мин после вклю- вышеперечисленных условий понадо- контроль зарядного тока, но и пол-
чения. билась разработка специализирован- ный спектр возможностей, предусмо-
ного модема, удовлетворяющего тре- тренных этим стандартом.
бованиям по надежности и скорости
передачи данных. Назначение PLC-модема — обес-
печение связи импульсного пре-
Особенности данного модема: образователя зарядной станции
• Cкорость: до 20 Мбит/с на рас- с блоком контроля заряда тяго-
вых батарей электромобиля/элек-
стоянии 10 км. тробуса. Связь осуществляется
• Передача сигнала синхронизации. по стандарту PLC ISO 15118-3 через
• Автоматическая диагностика. информационно-управляющую
• Время инициализации канала шину (Control Pilot).
после включения питания: 15 с. Особенности модема:
• Время восстановления в случае • RS-232/485, CAN-, Ethernet-
потери соединения: 3 с. интерфейсы.
• Интерфейс Ethernet, протокол • Может быть как встроенным
TCP/UDP. в зарядную станцию, так и быть
• Питание: 24 В (220 В). в составе отдельного контроллера
зарядного тока.
• Быстрый режим инициализации,
высокая скорость подключения
и поддержания соединения.
• Высокая помехоустойчивость
и электромагнитная совмести-
мость с другими видами связи.
• Поддержка одновременного сое-
динения с несколькими транс-
портными средствами.
• Поддержка удаленного обновле-
ния программного обеспечения.
• Совместимость стандарта со сле-
дующими моделями автомобилей
(по состоянию на октябрь 2019 г.):
BMW, Volkswagen, GM, Porsche,
Audi, Nissan, Mitsubishi, Peugeot,
Citroen, Kia, Renault, Daimler, Tesla,
Smart, Mercedes.
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
Реклама
70 I НАЗВАНИЕ РУБРИКИ
РЕШЕНИЕ ДЛЯ БЫСТРОЙ
И ТОЧНОЙ НАРЕЗКИ ТРУБ
ИБРАГИМ АЛБАЧ IBRAHIM ALBACH
Качество отрезков труб, использующихся в машиностроении и автомобильной
промышленности, определяется точностью их длины, а также отсутствием стружки и заусенцев
по краям. Чтобы обеспечить выверенную и аккуратную нарезку, компания FZH Maschinenbau
(Германия) создала систему Vario, работающую в тандеме с решением по управлению
движением от Kollmorgen. В статье рассмотрен проект, который компания Kollmorgen
выполнила совместно с инженерами Quality Automation GmbH (QA) для одного заказчика
из Германии.
РИС. 1. Процесс резки труб у заказчика
Барабанный магазин — организован следующим образом.
Первый элемент оборудования —
буфер для заготовок барабанный магазин, который слу-
жит своеобразным буфером для
РИС. 2. заготовок (рис. 1). Управляемая
Сервомоторы Kollmorgen сервомотором система перемеще-
ния с наклонными и линейны-
AKM обеспечивают ми осями автоматизирует подачу
синхронизацию режущего оборудования. Главную
с кулачковым роль в процессе резки труб по дли-
не играет режущая головка с захват-
управлением обеих осей ным устройством, в которой труба
размещается в середине линейной
оси. Специальная отметка указыва-
ет на место, где три круглых лезвия
будут соприкасаться с поверхно-
стью. Она производится лазерной
установкой на более раннем этапе
обработки трубы в соответствии
с требованиями производственной
работы. Метка обнаруживается
оптическим датчиком, который FZH
встроил в режущую головку.
ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ
В рамках проекта инжинирин-
говой компании из Германии
системный интегратор Kollmorgen
был приглашен для создания
и внедрения полного пакета авто-
матизации процесса резки труб —
совместно с QA. «Мы отвечали
за проектирование электрообору-
дования, подготовку документа-
ции, сборку шкафа управления,
разработку программного обеспе-
чения и, в конечном счете, за ввод
оборудования в эксплуатацию», —
объясняет Фридхельм Штеффенс
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
ОТРАСЛЕВЫЕ РЕШЕНИЯ I 71
(Friedhelm Steffens), один из менед- РИС. 3.
жеров QA. Еще одной целью было Ось наклона
автоматизировать режущую голов- для извлечения заготовок
ку таким образом, чтобы ее могли из барабанного магазина
использовать для различных попе-
речных сечений, толщины стенок ПРОГРАММИРОВАНИЕ щью графической среды програм-
и материалов труб. Клиенты FZH ДВИЖЕНИЯ мирования Pipe Network (рис. 5).
в основном работают в автомо- Пользователям доступно пять стан-
бильной промышленности. «Важ- QA обеспечил синхронизацию двух дартизированных языков, которые
но обеспечить гибкость, чтобы раз- приводов с помощью Kollmorgen соответствуют IEC 61131-3 (для
личные типы заказов, в том числе Automation Suite (KAS). Платформа управления последовательностью),
небольшие партии, можно было разработки интегрирована в AKD а также с функциональными модуля-
производить экономично», — под- PDMM. Это означает, что сервоуси- ми управления движением PLCopen
черкивает Штеффенс. литель обладает как высокопроизво- (для управления движением).
дительным ПЛК, так и функциями
Для приведения в действие режущей управления движением. Последова- Pipe Network является одним
головки QA объединила два серво- тельность движений можно быстро из ключевых элементов пакета авто-
привода (рис. 2). Так называемый и легко программировать с помо- матизации Kollmorgen. В этой среде
опорный диск рычажного типа пере-
мещает три круглых режущих лезвия
с определенной скоростью вращения
вдоль внешнего края трубы, подлежа-
щей резке. При этом ось кулачкового
диска обеспечивает опускание трех
лопастей к материалу с точно опре-
деленной направляющей профиля
(рис. 3). Этот процесс координиру-
ется и контролируется сервоконтрол-
лером AKD PDMM от Kollmorgen.
Данное устройство сочетает в себе
сервопривод со свободно програм-
мируемым управлением движением.
AKD PDMM управляет опорным дис-
ком рычажного типа, а также другим
сервоконтроллером Kollmorgen через
EtherCAT. Для управления обору-
дованием AKD PDMM поочередно
связывается через Profinet с систе-
мой управления Siemens (выступаю-
щей в качестве ведущего устройства
Profinet, рис. 4).
РИС. 4.
Решение Kollmorgen KAS
AKD PDMM Profinet
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
72 I ОТРАСЛЕВЫЕ РЕШЕНИЯ
РИС. 5. можно выстраивать сложные связи трубы (особенно когда поступают нить со сложной формой програм-
Пользовательский между оборудованием в процессе рез- трубы разных материалов, толщины мирования мехатронных приводов,
интерфейс Pipe Network ки и представлять их по принципу стенок и диаметров). Во время резки которую смогут освоить и инженеры,
модулей. С точки зрения проектиро- поддерживающий диск рычажного не обладающие специальными зна-
РИС. 6. вания, это позволяет легко реализовать типа и кулачковый диск синхронизи- ниями в этой области.
Общий вид оборудования оптимальный процесс резки для любой руются, а лезвие совершает круговое
движение вокруг трубы. Добавленное Очень сложное программирование
движение, вовлекающее кулачковый в Pipe Network заменяется графиче-
диск (который запускается посред- ским описанием с функцией перета-
ством задания движения или элек- скивания. Начиная с виртуального
тронных кулачков), опускает лезвия мастера все функции и взаимосвязи
в материал и разрезает трубу. В случае между компонентами, а также все
использования твердых материалов — перемещения и настройки могут
особенно драгоценных металлов — быть определены с помощью гра-
масштабированный электронный фических блоков описания.
кулачковый диск срабатывает, ког-
да начинается движение опуска- При использовании режущей голов-
ния. За счет этого обеспечивается ки такой подход приводит к управляе-
начальное ускорение лезвий. Затем мой кулачком подаче и открывающе-
скорость постепенно уменьшается — му движению для режущих колес. «С
независимо от толщины стенки, нашей точки зрения, это дает явные
которую еще нужно разрезать. Такое преимущества по сравнению с обыч-
точное управление движением позво- ным процессом резки», — комменти-
ляет резать без образования стружки рует Фридхельм Штеффенс. Режущие
и почти без заусенцев даже дуплексную лезвия приближаются к трубе со зна-
нержавеющую сталь. чительной скоростью, которая затем
снижается: фактически не останав-
Вернемся к системе Pipe Network. ливаясь, они прорезают трубу, пока
Она четко и точно копирует архитек- не достигнут конечного положения.
туру машины, включая связи между Затем они возвращаются в исходное
осями приложения. Пользователи положение, но снова с высокой скоро-
могут «рисовать» свою машину, стью (при этом учитывается произво-
одновременно программируя ее. дительность).
Работу в этой системе можно срав-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При сохранении сути реализован-
ного процесса резки труб можно лег-
ко адаптировать нужные детали. Это
позволило FZH и QA разработать
общее решение для резки труб из всех
общедоступных материалов (рис. 6).
Система Vario может обрабатывать тру-
бы диаметром 4–120 мм и с толщиной
стенки 0,1–2,5 мм (1,5 мм для нержа-
веющей стали). Кроме того, нет необ-
ходимости в охлаждающей жидкости
или смазочных материалах. «Процесс
чистый», — отмечает Штеффенс. Гиб-
кость решения по управлению движе-
нием позволяет настраивать режущую
головку для использования с новыми
поперечными сечениями трубы или
другими материалами практически
одним нажатием кнопки. Состав тру-
бы и скорость подачи заготовок можно
задать на панели управления.
ООО «Сервостар»
Авторизованный партер
Kollmorgen в России
Москва,
Семеновская набережная, д. 2/1, стр. 1
тел.: +7 495 144 53 46
e-mail: [email protected]
www.servostar.ru
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
Реклама
74 I НАЗВАНИЕ РУБРИКИ
ЭКСПЕРТЫ HONEYWELL
О НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ДЛЯ ЦИФРОВОЙ
ТРАНСФОРМАЦИИ ПРЕДПРИЯТИЙ
Джо Бастон (Joe Bastone), директор по маркетингу продукта Experion, подразделение
Honeywell «Промышленная автоматизация», и Винсент Хиггинс (Vincent Higgins), директор
по технологиям и инновациям, промышленное направление Honeywell Connected Enterprise,
рассказали нашему журналу о цифровых решениях, которые сейчас активно развивает
компания Honeywell. В интервью представлены система Experion PKS HIVE (начало поставок
ожидается в первом квартале 2020 г.) и интеллектуальные носимые решения.
Джо Бастон Среди последних интересных для каждой задачи. Соответственно,
(Joe Bastone), разработок Honeywell — система у инженера АСУ ТП снизятся затра-
директор по маркетингу Experion PKS HIVE и интеллекту- ты сил и времени, а заодно умень-
продукта Experion, альные носимые устройства для шится и стоимость проектирования
подразделение Honeywell промышленного персонала. Рас- в целом. И, конечно, если в какой-
«Промышленная скажите, пожалуйста, о них под- то момент понадобятся изменения
автоматизация» робнее. (например, при добавлении кон-
троллеров), их можно будет внести
Винсент Хиггинс Джо Бастон (Д. Б.): Система просто и быстро.
(Vincent Higgins), Experion PKS HIVE объединяет всю
директор по технологиям сферу автоматизации, все системы Винсент Хиггинс (В. Х.): Что
управления и за счет этого позво- касается наших решений в обла-
и инновациям, ляет решать отдельные задачи более сти носимых устройств, мы стре-
промышленное экономичным, простым и удобным мимся решить с их помощью три
направление Honeywell способом. Она состоит из трех ком- ключевые задачи — увеличить
Connected Enterprise понентов: IO HIVE, IT HIVE и Control эффективность производственного
HIVE, которые относятся, соответ- персонала, повысить безопасность
ственно, к модулям ввода/вывода, и помочь ему в развитии компе-
информационной инфраструктуре тенций для выполнения различных
и контроллерам. задач. Мы передаем сотрудникам
предприятий не только технологии,
При традиционных сценариях но и наши обширные знания пред-
инжиниринга конкретные контрол- метной области. В основном такие
леры взаимодействуют с конкретны- решения необходимы тем, кто
ми модулями ввода/вывода. Систе- работает в полевых условиях. Если
ма Experion PKS HIVE позволяет сравнить продуктивность людей,
от этого ограничения освободиться. работающих за столом, и тех, кто
Модули ввода/вывода подключаются трудится «в поле», то у первых она
к сети IO HIVE через новый модуль будет выше, поскольку в их рас-
серии CN100, и в рамках этой сети поряжении больше инструментов,
любой контроллер, который тоже таких как компьютеры, с помощью
к ней подключен, может связывать- которых они могут получать инфор-
ся с любым модулем ввода/вывода. мацию, просматривать видео и т. д.
Получается, что все контроллеры Таким образом, мы хотим трансфор-
можно рассматривать как единый мировать подход к полевой работе
виртуальный контроллер. Это зна- с помощью цифровых решений,
чительно упрощает конфигуриро- которые обеспечивают удаленным
вание: выстраивая стратегию управ- сотрудникам доступ к информации
ления, пользователю не требуется и экспертам.
определять конкретный контроллер
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
ПЕРСПЕКТИВА I 75
Насколько предприятия гото- Д. Б.: Да, конечно, выгодно. являют заказчики из разных стран,
вы к внедрению таких цифровых Возможно, малые и средние пред- особенно к функциональности IO
решений? приятия даже получат больше пре- HIVE, поскольку она упростит кон-
имуществ от нашей системы. Ведь фигурирование, даст проектиров-
В. Х.: Чтобы облегчить их вне- пользователям далеко не всегда щикам больше свободы.
дрение, мы обеспечили независи- удается использовать весь потен-
мость наших приложений от аппа- циал вычислительной мощности Как вы думаете, что ждет
ратного обеспечения. Одни наши контроллеров, а Experion PKS предприятия в будущем, как
клиенты хотят использовать план- HIVE помогает лучше планировать будут развиваться ваши реше-
шет, другим удобен смартфон, ресурсы, которые уже есть в вашем ния?
а третьим — носимые устройства, распоряжении, не перестраивая
которые не нужно держать в руках. весь процесс. Д. Б.: В основе технологий будет
Мы уделяем больше внимания очень большая гибкость. Когда
не самим устройствам, а програм- В. Х.: Если говорить об интел- в автоматизированных системах
мному обеспечению и практиче- лектуальных носимых устройствах, только появилась виртуализа-
ской ценности, которое оно может все зависит скорее от условий про- ция, она всем нравилась тем, что
дать. Прежде всего нам интерес- екта, а не от количества людей. позволяла сэкономить простран-
но развитие интеллектуальных В маленьких группах как раз может ство. После того как она стала
носимых устройств, которые быть нужен не постоянно находя- обыденной частью систем, разра-
позволят работникам освободить щийся рядом эксперт, а тот, кто ботчики начали искать в ней дру-
руки и выполнять нужные зада- сможет общаться с ними по теле- гие возможности — и расширять
чи в режиме реального времени, фону или видеосвязи. Тогда поль- их. Например, сейчас можно ком-
не снимая перчатки и управляя зователи получат преимущество пьютер виртуально «перекинуть»
устройством с помощью голоса. за счет удаленной экспертизы. с одного сервера на другой, не оста-
Они смогут принимать видеоз- навливая его работу, — оператор
вонки или просматривать инфор- Пользуются ли спросом подоб- этого даже не заметит. То же самое,
мацию, например инструкции, ные решения Honeywell в России? как мне кажется, происходит и с
не откладывая инструменты в сто- В каких отраслях или проектах технологией Experion PKS HIVE.
рону. Такие устройства даже более они были внедрены? Мы знаем, какие преимущества она
безопасные, чем смартфоны или может дать сейчас, но уже думаем
планшеты. Не нужно брать с собой В. Х.: Интерес к носимым и о будущем и обсуждаем некото-
«в поле» лишние предметы, ведь устройствам в России достаточно рые идеи с заказчиками. Например,
подобные цифровые решения мож- большой. Крупнейшие российские многие интересуются, действи-
но просто встроить в каску. заказчики в этой сфере — из отрас- тельно ли необходимо оставлять
ли нефтепереработки. Они сейчас 20%-ный запас мощностей (как
Готовность к внедрению интел- проводят пилотные проекты вне- требует спецификация проекта),
лектуальных носимых устройств — дрения таких решений, но энту- нельзя ли работать вообще без
это вопрос адаптации. Не все при- зиазм только растет. Особенно запаса? Поскольку обеспечивать
выкли пользоваться дисплеями, интересуются оцифровкой техно- это не очень выгодно.
и, возможно, молодому поколению логических регламентов: чтобы
будет проще начать это делать, оператор, находясь «в поле», мог В. Х.: Люди всегда будут нахо-
но освоить такие устройства точно получать пошаговые инструкции диться в центре любых прини-
несложно, они доступны на 12–13 и в реальном времени посмотреть, маемых решений, будут играть
языках и предоставляют базовую что ему нужно сделать. Еще одна главную роль, и никогда никакие
возможность коммуникации. востребованная функция — кон- средства их не заменят. Мы ста-
сультация со специалистом по виде- раемся предоставить им инфор-
Д. Б.: Одно из преимуществ плат- освязи, который сможет увидеть, мацию для принятия решений,
формы Experion PKS HIVE — это то, над чем работает оператор, и дать подтягиваем сведения из разных
что она требует очень мало ново- ему рекомендации по дальнейшим источников. Благодаря этому
го оборудования: если, допустим, действиям. Ранее в этом году было у людей могут возникнуть и новые
на производстве уже используется объявлено о том, что компания идеи по использованию данных.
система Experion, то серверы, кон- Shell выбрала носимый компьютер Также мы заботимся о квалифи-
троллеры и модули ввода/вывода RealWear HMT-1Z1 с программны- кации и промышленной безопас-
остаются, добавляется только сете- ми приложениями Honeywell для ности персонала: с помощью вир-
вой модуль CN100 и расширяется поддержки цифровой трансформа- туальной реальности он может
отказоустойчивый Ethernet. Глав- ции своих операций. При участии быстро получать новые навыки,
ное — обеспечить удобство при- Honeywell эти устройства постав- а различные датчики позволят,
менения такой технологии, чтобы ляются в 12 стран, включая США, например, узнать, что оператор
было легко понять, как выстроена Китай, Россию, Индию, Германию попал в беду и необходимо пред-
стратегия управления, и просле- и Австрию, и используются на 24 упредить его об опасности или
дить все необходимые связи. промышленных объектах. спасти. Это основные функции,
которые мы будем обеспечивать
Выгодно ли внедрять такие Д. Б.: Поскольку официального для вооруженных специальными
решения среднему и малому биз- релиза системы Experion PKS HIVE средствами работников в буду-
несу? Или они все-таки рассчита- еще не было, про проекты я расска- щем.
ны на крупные предприятия? зать не могу. Но интерес к ней про-
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
76 I НАЗВАНИЕ РУБРИКИ
БОЛЬШЕ САМООБУЧАЮЩЕГОСЯ
ОБОРУДОВАНИЯ МЕНЬШЕ РИСКОВ
ТИНА ХАЛЛ TINA HULL
ПЕРЕВОД: ВЛАДИМИР РЕНТЮК
В скором времени безопасность автоматизации будет обеспечиваться в том числе
самообучающимися машинами и оборудованием. Благодаря достижениям в области
искусственного интеллекта (англ. Artificial intelligence, AI) и машинного обучения (англ.
machine learning, ML) роботы и другое промышленное оборудование, при функционировании
которого необходимо соблюдение особых мер безопасности, смогут учиться на большом
массиве соответствующих данных.
РИС. 1. Для того чтобы максимально изо- ность, то есть получают возможность граммируемых электронных систем
Автономные лировать машины от персонала, необ- перемещаться в широком простран- управления, определяет функцио-
мобильные роботы ходимо уделять основное внимание стве (рис. 1). Одно производствен- нальную безопасность (англ. functional
могут самостоятельно мерам промышленной безопасности. ное решение, предназначенное для safety) как «часть безопасности маши-
перемещаться по объекту Технологические достижения в обла- преобразования текущего произ- ны и системы управления маши-
с помощью встроенного сти оборудования для автоматизации водства в современное предприятие, ны, которая зависит от корректного
программного позволили машинам, в частности имеет подключение для совместной функционирования связанной с без-
обеспечения коллаборативным, то есть предна- работы коллаборативного робота- опасностью электрической системы
для ориентации значенным для совместного труда, манипулятора к мобильной нави- управления (Safety-Related Electrical
в пространстве на данной находиться в общей рабочей зоне гационной базе. Чтобы инженеры- Control System, SRECS — электриче-
местности. Изображения и в тесном контакте с операторами. конструкторы могли эффективно ская система управления, отказ кото-
предоставлены компанией Эти механизмы и устройства имеют применять меры по снижению риска рой может непосредственно привести
Omron Automation такие особенности, как закругленные для таких инноваций, они должны к увеличению рисков), систем, свя-
края и датчики обратной связи по силе, понимать требования технологии, занных с безопасностью, основанных
Americas что снижает вероятность получения ее потенциальные опасности и спо- на других технологиях, и внешних
травмы человеком при непосредствен- собы работы операторов в новой средствах снижения риска».
ном контакте с машиной. производственной реальности.
В этом определении будет больше
Кроме того, системы автомати- По мере усложнения систем про- смысла, если переформулировать его
зации переходят с фиксированного изводителям роботизированного так, чтобы говорить о цели, предусма-
размещения на автономную мобиль- оборудования становится все труд- тривающей разработку системы, кото-
нее анализировать весь объем дан- рая в случае нештатной ситуации будет
1 В этом направлении в РФ действует ГОСТ Р МЭК 62061-2015 «Безопасность оборудования. Функциональная ных, применимых к плану снижения давать сбой предсказуемым образом.
безопасность систем управления электрических, электронных и программируемых электронных, связанных рисков. Количество информации Обрабатывающая промышленность
с безопасностью», который идентичен международному стандарту IEC 62061:2005+А1:2012 Safety of может быть огромным, а средства, уже давно освоила такие аппаратные
machinery — Functional safety of safety-related electrical, electronic and programmable electronic control доступные для управления процес- решения. Стандарты безопасности
systems. — Прим. пер. сом принятия решений, ограничены. предоставляют производителям, инте-
Помочь преодолеть эти ограничения граторам и конечным пользователям
может искусственный интеллект (ИИ). методологию наилучшей практики
Есть несколько вариантов, которые для достижения приемлемых уров-
разработчик систем автоматизации ней риска для этих решений. Можно
мог вовремя не рассмотреть. Именно также опираться на эти стандарты,
эти решения в сочетании с высокой чтобы помочь определить требования
вычислительной мощностью делают безопасности при разработке новых
ИИ неотъемлемой частью перспектив- роботизированных технологий.
ных систем автоматизации с акцентом
на требования безопасности. В настоящее время еще не существу-
ет отдельных стандартов безопасно-
ОПРЕДЕЛЕНИЕ сти специально для промышленного
ТРЕБОВАНИЙ робота, интегрированного с мобиль-
БЕЗОПАСНОСТИ ной платформой. Однако для оценки
рисков можно собрать соответствую-
Стандарт IEC МЭК 620611, касаю- щую информацию из действующих
щийся связанных с безопасностью сегодня стандартов безопасности,
электрических, электронных и про- таких как ANSI B11.0 или ISO 12100,
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
ИННОВАЦИИ I 77
ANSI RIA R15.06 или ISO 10218-22 для обработки данных и принятия реше- РИС. 2.
промышленных роботизированных ний. В частности, они могут найти Фабрика будущего для
систем, ANSI/RIA R15.606 или ISO нужное решение в форме алгоритмов повышения качества,
15066 для коллаборативных роботов3, ИИ и машинного обучения. Система гибкости, эффективности
ANSI/IT SDF B56.5 или EN 1525 (под- ИИ могла бы рекомендовать новые и отслеживаемости
лежит замене на ISO 3691-4 «Машины системно ориентированные руководя- использует искусственный
напольного транспорта, штабелеры щие принципы, основанные на тема- интеллект и мобильные
и погрузчики с платформой с боль- тическом обучении и данных исследо- манипуляторы
шой высотой подъема») и ISO 13849- ваний, по мере их появления.
14 для прогнозирования и валидации ПРОБЛЕМА
отказов. Кроме того, все источники Машинное обучение выявляет УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ
опасности и рекомендуемые меры скрытые корреляции, анализируя
по снижению риска должны быть чет- большие объемы данных, что позво- Движущей силой внедрения
ко и однозначно указаны в инструкци- ляет выяснить основные закономер- ИИ в промышленное оборудование
ях по эксплуатации от поставщиков ности и тенденции, которые трудно является огромное количество инфор-
такого оборудования. увидеть с помощью традиционных мации, связанной с безопасностью,
статистических инструментов. А люди, что характерно для современных про-
После определения применимых исходя из этих корреляций, могут изводственных мощностей (рис. 2).
стандартов инженер в своем конеч- создавать абстрактные модели и про- В настоящее время имеется так много
ном решении должен оценить и учесть водить эксперименты, чтобы опреде- данных, что даже опытные работники
все, что оказывает то или иное влия- лить, насколько хорошо такие модели испытывают трудности с обучением
ние на безопасность, а именно: изучить работают в реальных условиях. и сохранением этого материала в сво-
непосредственно сам рабочий процесс, ей памяти, не говоря уже о молодых
препятствия, доступность, предусмо- Конструкторы и инженеры могут сотрудниках, только начинающих свою
треть вероятность неправильного полагаться на интеллектуальную карьеру. Приучая машины учиться
использования и обучение. Техно- систему, которая будет руководить самостоятельно, компании могут вос-
логии также играют роль, поскольку проектированием, позволяя исполь- пользоваться мощным инструментом
ошибка в организации обратной связи зовать лучшие подходы и макси- снижения рисков, который предоставит
может вызвать помехи для измерения, мально приблизиться к желаемому как краткосрочные, так и долгосрочные
что окажет влияние на отслеживание решению. данные о требованиях безопасности
текущего положения и назначения в постоянно изменяющейся среде.
манипуляторов, вызвав их недетер- С другой стороны, ИИ крайне важен
минированное поведение. Инжене- для устранения предубеждений, кото- Все, что сегодня применяется
ры, кроме того, должны рассмотреть рые могут помешать принятию реше- в решениях безопасности, основано
способы, с помощью которых система ний. Поскольку память — это большая на том, что инженеры, операторы
поглощает энергию, методы, исполь- часть того, на основании чего мозг и производители извлекли уроки
зуемые для ограничения силы, и при- принимает решения, восприятие экс- из прошлого. Здесь можно сказать, что
менение функций безопасности. пертами прошлого опыта может при- стандарты безопасности, как и армей-
вести к ошибкам, влияющим на то, как ские уставы, написаны кровью. В этом
ИНТЕГРАЦИЯ ИИ они справляются с новыми ситуация- смысле ИИ не так уж от нас и отлича-
В СИСТЕМУ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ми. Эксперт также может либо не при- ется. Люди и алгоритмы не появля-
БЕЗОПАСНОСТИ знать, что важная информация отсут- ются с уже готовым набором знаний
ствует, либо совершить ошибку, если о промышленной безопасности —
Основной проблемой обеспечения в начале процесса займется поиском мы все должны устанавливать связи,
безопасности технологий будущего решения для конечной точки. Алго- используя свой опыт, который мож-
является не нехватка соответствую- ритмы машинного обучения уменьша- но применить в тех или иных новых
щей информации, а скорее ее избы- ют такие ошибки, потому что находят ситуациях. Прошлое — это фундамент
ток. Когда переменных слишком шаблоны в текущих и фактических и кирпичики для будущего безопасно-
много, основные ограничения раз- данных, которые помогают решить сти. Мы узнаем, что работает, а что нет,
работки простых бинарных правил конкретную проблему как часть про- и используем эти знания для принятия
для представления прошлого опыта цесса, используя либо контролируе- последующих решений. Искусствен-
становятся еще более очевидны- мый обучающий набор, либо некон- ный интеллект работает так же.
ми. По мере развития технологий, тролируемую отправную точку.
в то время как разработка стандартов 2 В данной области в РФ действует ГОСТ Р 60.1.2.2-2016/ИСО 10218-2:2011 «Роботы и робототехнические
отстает, разработчикам часто прихо- устройства. Требования по безопасности для промышленных роботов. Часть 2. Робототехнические системы
дится делать прогнозы на будущее, и их интеграция», идентичный международному стандарту ISO 10218-2:2011 Robots and robotic devices —
отсутствие стандартизированного Safety requirements for industrial robots — Part 2: Robot systems and integration, IDT. — Прим. пер.
подхода заставляет их переоценивать 3 В РФ согласно ГОСТ Р 60.1.2.1-2016/ИСО 10218-1:2011 в этом направлении «при разработке совместных
или недооценивать необходимые операций необходимо руководствоваться ИСО 10218-2. Дополнительная информация будет приведена
функции безопасности. в ИСО/ТС 15066 (в настоящее время находится в разработке)». — Прим. пер.
4 В этом направлении в РФ действует стандарт ГОСТ Р ИСО 13849-1-2003, который представляет собой
Производители роботизирован- идентичный текст международного стандарта ИСО 13849-1-99 «Безопасность оборудования. Элементы
ного оборудования могут работать систем управления, связанные с безопасностью. Часть 1. Общие принципы конструирования». — Прим. пер.
с этой информацией более эффектив-
но, если они расширяют свой набор
инструментов, поддерживая процессы
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
РЕТРОСПЕКТИВА78 I НАЗВАНИЕРУБРИКИ
Александр Бушуев,
ст. преподаватель факультета СУР Университета ИТМО
В этом году исполняется сто лет со дня рождения
знаменитого советского ученого в области теории
автоматического управления Ивана Петровича
Пальтова (1919–1979), известного нескольким
поколениям инженеров по брошюре «Нелинейные
методы исследования автоматических систем»,
изданной массовым тиражом в 1976 г.
издательством «Энергия» [1].
100 ЛЕТ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ
ПРОФЕССОРА ПАЛЬТОВА
Иван Петрович Пальтов (рис.) и электротехнике. По сути, это было и телемеханики под руководством
родился в простой крестьянской военное училище, курсанты нахо- выдающегося ученого в области
семье в деревне Ухобичи Калужской дились на казарменном положении. теории автоматического управления,
области. Его отец, Петр Егорович, Так началась военная служба Паль- а в дальнейшем и робототехники,
был плотником. После окончания това в советской авиации. В 1939 г. профессора, доктора технических
деревенской школы в 1934 г. Иван молодого лейтенанта, авиационно- наук Евгения Павловича Попова.
Петрович получил среднее специ- го электротехника, направили для Пальтов стал его заместителем.
альное образование в Людиновском прохождения дальнейшей службы Попов был организатором и руко-
машиностроительном техникуме. техником по обслуживанию бомбар- водителем ленинградской школы
В 1937 г. по спецнабору по линии дировочной авиации в Винницкую автоматического управления. Его
комсомола был направлен в Москов- область. В 1939–1940 гг. он участвовал соратники и ученики В. А. Бесекер-
ское авиационное техническое учили- в Советско-финской войне, а в даль- ский, Д. А. Башкиров, И. П. Пальтов,
ще специальных служб. Оно готовило нейшем и в Великой Отечественной С. М. Федоров и другие внесли весо-
специалистов в области приборостро- войне. Боевые заслуги Ивана Петро- мый вклад в становление и развитие
ения по авиационной радиотехнике вича были отмечены наградами: дву- кафедр автоматики и автоматическо-
мя орденами Красной Звезды и семью го управления в гражданских вузах
РИС. медалями. Войну он закончил в долж- Ленинграда.
Иван Петрович Пальтов ности заместителя инженера военной
эскадрильи по специальным службам С 1966 г., после демобилизации
(1919–1979) Высшей офицерской школы воздуш- в звании полковника, Пальтов рабо-
ного боя. тал на кафедре автоматики и теле-
механики нашего вуза — Ленинград-
В 1944 г. Пальтов был откоманди- ского института точной механики
рован на учебу в Ленинградскую крас- и оптики, сначала доцентом, а затем,
нознаменную военно-воздушную после защиты докторской диссер-
инженерную академию, которую тации в 1970 г., профессором. Мне
закончил в 1951 г. Его дальнейшая довелось во время учебы в инсти-
военная служба и научная деятель- туте прослушать у него курс лекций
ность были связаны с академией. по нелинейным системам автома-
Здесь он защитил кандидатскую дис- тического управления. Стоит отме-
сертацию (1954 г.) и получил научное тить стиль этих лекций, стиль воен-
звание доцента (в 1958 г.). Обучение ной инженерной академии: сложное
проходило на кафедре автоматики математическое содержание он изла-
#6 (84), 2019 CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
РЕТРОСПЕКТИВА I 79
гал простым языком, приводил мно- Кроме того, широко известна напи- первую главу отчета, всего-то 20
жество практических примеров. Это санная им ранее совместно с Попо- страниц, и всем сразу стало ясно,
был образец преобразования чистой вым и переведенная на иностранные куда двигаться. Этот опыт стал очень
математики в прикладную инжене- языки книга «Приближенные методы важным.
рию. Недаром его курс лекций был исследования нелинейных автомати-
издан в массовой серии библиотеки ческих систем» [3]. У Ивана Петровича было девять
по автоматике издательством «Энер- аспирантов, все успешно защитили
гия» в 1976 г. под названием «Нели- Помимо занятий со студентами кандидатские диссертации. Я был
нейные методы исследования авто- в ЛИТМО, Пальтов вел обширную последним его аспирантом и защи-
матических систем». Эта маленькая научно-исследовательскую деятель- щался, к сожалению, уже после его
книжка не потеряла актуальности ность. Мне довелось работать с ним кончины в 1979 г. За 13 лет работы
до сих пор и может быть рекомендо- в трех НИР, в двух последних — в ЛИТМО Пальтов внес большой
вана начинающим преподавателям ответственным исполнителем, а Иван вклад в научное развитие кафедры
в области нелинейных систем и мето- Петрович был научным руководи- автоматики и телемеханики в обла-
да гармонической линеаризации телем. У него был такой порядок: сти теории управления нелинейных
нелинейностей. его ведущий аспирант назначался систем, да и всего вуза, так как рабо-
ответственным исполнителем темы. тал главным редактором журнала
Основным достижением и темой Благодаря этому мне пришлось нау- «Известия высших учебных заведе-
докторской диссертации Пальтова читься и административной деятель- ний. Приборостроение». Мы, его уче-
стал метод оценки качества и синте- ности, а не только научной. Главное, ники, стараемся передавать новым
за автоматических систем по показа- чему я научился у Ивана Петровича: поколениям студентов научные зна-
телю колебательности М (максимум как начинать НИР, по сути, с чисто- ния, полученные у Ивана Петровича,
модуля частотной передаточной го листа, когда задан объект управле- и стиль его работы.
функции замкнутой системы), кото- ния и цель управления, как перейти
рый он расширил на нелинейные к каким-то расчетам, которым учили ЛИТЕРАТУРА
системы и показал, как строить в институте. Приведу пример. Нашей
запретные области ЛАХ и ФЧХ научной группе (доцент, ст. препо- 1. Пальтов И. П. Нелинейные методы исследования
с учетом типовых характеристик даватель, три аспиранта, инженер)
кусочно-линейных звеньев систе- было неясно, с чего начинать НИР автоматических систем. М.: Энергия, 1976.
мы. Метод изложен в монографии по системе посадки самолетов специ-
«Качество процессов и синтез кор- ального базирования на подвижное 2. Пальтов И. П. Качество процессов
ректирующих устройств в нелиней- основание. Тогда Иван Петрович,
ных автоматических системах» [2]. научный руководитель, написал и синтез корректирующих устройств в нелинейных
автоматических системах. М.: Наука, 1975.
3. Попов Е. П., Пальтов И. П. Приближенные методы
исследования нелинейных автоматических систем. М.:
Физматгиз, 1960.
Реклама
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ #6 (84), 2019
Реклама
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
сontуng-6-2019
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search