ПРЕСС-ЦЕНТР

Введение во вселенную человекомашинных интерфейсов холдинга Kontron

Промышленные АСУ и контроллеры 12/07

Свиридов В. П., Меликсетян А. Э.

Под определение «человекомашинный интерфейс» (Human-Machine Interface) подпадают такие классы продуктов, как интерактивные операторские дисплеи, тонкие клиенты, панельные компьютеры, специализированные рабочие станции и др. Одним из ведущих поставщиков изделий типа HMI на международном рынке является холдинг Kontron. Его HMI-портфель содержит развитые линейки панельных компьютеров, тонких клиентов и микроклиентов, а также актуальные для нашей страны взрывозащищенные дисплеи и рабочие станции, сертифицированные для использования в нефтегазовой отрасли.

Дисплей Kontron Triton D1: защищенное решение для нефтегазовой отрасли

Изделие Kontron Triton D1 (рис. 1) уникально во многих отношениях. Этот дисплей стал одним из первых продуктов в своем классе, получившим сертификат на соответствие требованиям Class l Zone l / ATEX Zone l (взрывобезопасность) и EMC/EN61326 (электромагнитная совместимость). Однако это далеко не единственная его особенность, на которую стоит обратить внимание. Принципиальным отличием Kontron Triton D1 от других защищенных дисплеев является его изначальная ориентированность на использование в нефтяной и газовой отраслях.

Kontron Triton D1
Рис. 1. Взрывозащищенный дисплей Kontron Triton D1, предназначенный для использования в нефтегазовых приложениях.

Технические специалисты холдинга Kontron характеризуют дисплей Triton D1 тремя словами: долговечность, прочность и удобство. И слова эти наполнены реальным смыслом: удельное время работоспособности данного продукта составляет около 95 процентов. Продукт Triton D1 заключен в герметизированный огнестойкий алюминиевый корпус, который отличается повышенной механической прочностью и эффективно защищает свою электронную начинку от разнообразных внешних воздействий. Создатели Triton D1 использовали 15-дюймовый сенсорный экран, изображение на котором хорошо различимо даже при ярком солнечном свете. Экран имеет разрешение 1024 x 768 и выполнен по улучшенной инфракрасной технологии (EnhancedInfrared) с функциями защиты от ложных срабатываний. Разделение сенсорной и ЖК-функциональности позволило инженерам Kontron применить пуленепробиваемое стекло и получить на продукт Triton D1 сертификаты на использование во взрывобезопасных зонах.

Дисплей Kontron Triton D1 способен выживать в самых экстремальных условиях, встречающихся в нефтяной и газовой отраслях. Продукт космпополитичен: он разрешен к применению как в Серверной Америке (сертификаты Class I, Zone I, Ex d IIB T4 и Class I, Zone l, AEx d IIB T4), так и в Европе (сертификат ATEX II 2 G, EEx d IIB T4). Изделия марки Kontron уже используются многими ведущими компаниями, занимающимися поставками углеводородного топлива. Линейка Triton призвана продолжить эту добрую традицию и увеличить долю холдинга Kontron в секторах компьютерного оборудования для разведки и добычи нефти и газа.

Защищенный дисплей Kontron Triton D1 рассчитан на работу в температурном диапазоне -40°C ... +50°C, способен выдерживать значительные ударно-вибрационные нагрузки, устойчив к коррозии, электромагнитному излучению и радиопомехам. Размеры Kontron Triton D1 составляют 483 x 495 x 178 мм. Данный продукт приходит на помощь в тех ситуациях, когда существует высокий риск возгорания или взрыва, и потому необходимо применять аппаратные средства с защитой Class l Zone l / ATEX Zone l.

Панельный компьютер Triton Z2: надежность и взрывозащищенность

Еще одним взрывозащищенным HMI-решением холдинга Kontron, адресованным нефтегазовой отрасли, является панельный компьютер Kontron Triton Z2 (рис. 2). Будучи «младшим братом» дисплея Triton D1, данный продукт имеет класс защиты ATEX Zone 2 / C1 D2. Панельный компьютер Kontron Triton Z2 построен на процессоре Intel Pentium M, сочетающем в себе высокую производительность с малым энергопотреблением. 15-дюймовый сенсорный экран продукта имеет повышенную яркость, хорошую контрастность и выполнен по технологии EnhancedInfrared. Как и в случае дисплея Triton D1, сенсорная и ЖК-функциональность у Kontron Triton Z2 полностью разделены. Панельный компьютер Kontron Triton Z2 имеет модульную конструкцию, причем составляющие его функциональные блоки легкодоступны, что значительно упрощает его обслуживание, ускоряет ремонт и способствует сокращению суммарного времени простоев.

Kontron Triton Z2
Рис. 2. Дисплей Kontron Triton Z2 оснащен 1,6-гигагерцовым процессором Intel Pentium M, высококачественным сенсорным экраном с диагональю 15 дюймов, имеет ОЗУ объемом до 512 Мбайт и может эксплуатироваться во взрывоопасных средах.

ЦП компьютера Kontron Triton Z2 работает на частоте 1,6 ГГц, системная шина – на частоте 400 МГц, объем памяти типа DDR 266 достигает 512 Мбайт, объем бортового накопителя Compact Flash – 512 Мбайт, разрешение экрана составляет 1024 x 768. Продукт имеет размеры 373 x 481 x 202 мм и может работать при температурах -40°C … +55°C.

В то время как панельные компьютеры других производителей требуют дополнительной доработки для использования в нефтегазовой отрасли, решение Kontron Triton Z2 и составляющие его модули являются взрывозащищенными изначально. Данное обстоятельство уже успели по достоинству оценить многие клиенты холдинга Kontron, занятые в сфере разведки и добычи углеводородов. Число решений серии Triton, эксплуатирующихся такими клиентами, уже исчисляется многими сотнями.

Панельный компьютер Kontron Triton Z2 удовлетворяет требованиям IP56 и призван обеспечивать высокую производительность и высокое качество визуализации в тех приложениях, где существует повышенная опасность взрыва.

Линейка Kontron Barracuda: сверхзащищенные рабочая станция и дисплеи

Весной 2007 г. в семействе продуктов холдинга Kontron, предназначенных для использования в опасных зонах, появилась новая линейка, получившая название Kontron Barracuda (рис. 3). Линейка Kontron Barracuda позиционируется как одна из самых гибких и универсальных продуктовых серий для нефтяных и газовых приложений.

взрывозащищенная рабочая стация Kontron Barracuda WS
Рис. 3. «Нефтегазовая» взрывозащищенная рабочая стация Kontron Barracuda WS, построенная на базе процессора Intel Pentium M с частотой 1,8 ГГц. Объем ОЗУ может достигать 1 Гбайт, поддерживаются накопители CompactFlash и 2,5-дюймовые жесткие диски. Продукт оснащен ярким сенсорным экраном резистивного типа и имеет все необходимые PC-интерфейсы.

Разрабатывая линейку Barracuda, инженеры Kontron старались учесть пожелания ведущих мировых компаний, занятых в сфере разведки, добычи и транспортировки нефти и газа. Дисплеи и рабочие станции Kontron Barracuda имеют сертификаты Class 1 Zone 2, оптимизированы по цене и опираются на последние достижения Kontron в области встраиваемых и защищенных мобильных компьютеров. Представители продуктовой серии Barracuda заключаются в прочные герметичные корпуса из алюминия с классом защиты IP65 (NEMA4) по всей поверхности, которые не подвержены коррозии и придают этим изделиям высочайшую надежность. Изображение на их резистивных сенсорных экранах, создаваемых Kontron по особой технологии, хорошо читается даже при ярком солнечном свете. Эти экраны характеризуются также улучшенным качеством картинки, что достигается оптимизацией на тракте прохождения видеосигнала. Специальный выключатель на передней панели Kontron Barracuda позволяет включать и выключать подсветку, а также деактивировать сенсорные функции на время чистки поверхности дисплея.

Уникальность линейки Kontron Barracuda состоит в том, что все продукты в ней являются одновременно и мобильными, и в достаточной мере защищенными. Имея небольшие размеры и вес, они допускают различные способы установки и монтажа, что имеет огромное значение для нефтегазовых приложений. Кроме того, малые размеры Barracuda вкупе с наличием крепежных отверстий VESA позволяют применять эти изделия там, где свободное пространство ограничено. Это делает Kontron Barracuda подходящими для использования не только в нефтяной и газовой отраслях, но и в задачах промышленной автоматизации, где автономные устройства приходится монтировать на самые различные поверхности, от обычных стоек до разнообразных балок, опор и т.п.

Решения серии Kontron Barracuda оснащаются 15-дюймовыми дисплеями с разрешением 1024 x 768. Дисплеи и рабочие станции Kontron Barracuda удовлетворяют оборонному стандарту MIL-STD 810F и имеют цилиндрические разъемы военного типа, устойчивые к воздействию влаги и пыли.

На момент написания настоящей статьи в линейке Kontron Barracuda было две конфигурации: бесклавиатурная рабочая станция Kontron Barracuda WS и автономный сенсорный дисплей Kontron Barracuda DS. Модель Kontron Barracuda WS содержит в себе процессор Intel Pentium M с тактовой частотой 1,8 ГГц, поддерживает съемные жесткие диски EIDE стандартного 2,5-дюймового формата и накопители CompactFlash. Объем памяти у Kontron Barracuda WS достигает 1 Гбайт, интерфейсная часть включает порт USB, порт локальной сети, комбинированный разъем PS/2, последовательный порт и выход VGA. Коммуникационная функциональность дисплейной модификации (Kontron Barracuda DS) ограничена одним портом USB и одним интерфейсом VGA.

Стандартные версии решений серии Kontron Barracuda выдерживают значительные ударно-вибрационные нагрузки и способны работать при температурах от -40°C до +50°C. Размеры рабочей станции составляют 298 x 381 x 98 мм, дисплея – 298 x 381 x 63 мм. Обе модели могут иметь второй порт USB и существуют в модификациях с нижней границей температурного диапазона -40°C. Опциональная поддержка беспроводной сети, реализуемая посредством отсоединяемой антенны, дает рабочей станции простоту и надежность обмена данными с внешним миром. Еще одной опцией для модели Kontron Barracuda WS является источник бесперебойного питания, способный обеспечивать ее функционирование в течение 15 минут.

Специалисты Kontron утверждают, что решения серии Kontron Barracuda защищены даже лучше, чем того требует нефтегазовая специфика. Благодаря своей многофункциональности один дисплей или одна рабочая станция Kontron Barracuda могут заменить сразу несколько ранее использовавшихся продуктов.

Дисплеи и рабочие станции Kontron Barracuda неподвластны влиянию разнообразных неблагоприятных факторов окружающей среды, долговечны и позволяют свести простои оборудования к минимуму. Представители линейки Kontron Barracuda могут использоваться в самых различных задачах, связанных с разведкой, добычей и транспортировкой нефти и газа.

Многоцелевая модульная рабочая станция Kontron Stingray

Сфера применимости человеко-машинных интерфейсов холдинга Kontron не ограничивается нефтяной и газовой отраслями. Например, модульная рабочая станция Kontron Stingray (рис. 4) может с успехом применяться в пищевой промышленности, поскольку отвечает всем гигиеническим и техническим нормам, которым должно удовлетворять использующееся в подобных приложениях оборудование.

Kontron Stingray
Рис. 4. Модульная рабочая станция Kontron Stingray, имеющая 15-дюймовый резистивный сенсорный экран и защищенная со стороны лицевой панели по классу IP65. Продукт оснащен 1,8-гигагерцовым процессором Intel Pentium M и большим числом интерфейсов. Объем памяти достигает 2 Гбайт, жесткого диска –40 Гбайт.

Продукт Kontron Stingray хорошо отвечает специфике пищевой промышленности и ее потребностям. Лицевая панель Kontron Stingray защищена от пыли и влаги по классу IP65, что позволяет очищать ее с использованием обычных моющих средств, не опасаясь вывести компьютер из строя. Разработанный как специализированное решение по заказу одного из клиентов Kontron, впоследствии Stingray был запущен в серийное производство и стал стандартным изделием.

Процессор Intel Pentium M, работающий на частоте 1,8 ГГц, обеспечивает для Kontron Stingray высокую производительность в сочетании с весьма небольшим энергопотреблением, что позволяет не только экономить электричество, но и использовать Stingray в безвентиляторных приложениях с ограниченным свободным пространством. Объем жесткого диска Kontron Stingray составляет 40 Гбайт, объем системной памяти типа DDR SDRAM заключен в пределах от 1 до 2 Гбайт. Продукт оснащен двумя портами USB 2.0, выходом VGA, интерфейсом локальной сети, звуковыми портами, двумя разъемами PS/2 для подключения клавиатуры и мыши, одним параллельным и двумя последовательными портами.

Резистивные сенсорные экраны для Kontron Stingray с диагональю 15 дюймов и разрешением 1024 x 768 создаются по методу «стекло на стекле» (Glass-on-Glass), обладают более высокой устойчивостью к абразивному износу (царапинам), чем другие панели этого типа, и способны обеспечивать высокое качество картинки на протяжении всего срока своей службы. Решение Kontron Stingray имеет размеры 422 x 133 x 152 мм, поддерживается операционной системой Windows XP Professional и может эксплуатироваться при температурах 0°C ... +50°C.

Рабочая стация Kontron Stingray очень удобна не только для построения новых, но и для постепенной модернизации уже эксплуатирующихся решений: дисплей, системный блок (вычислительное ядро с жестким диском) и блок питания представляют собой три отдельных модуля. Для возврата Stingray в работоспособное состояние достаточно заменить один неисправный модуль, что удешевляет и ускоряет техническое обслуживание оборудования. Модернизация также упрощается: дополнительную производительность и функциональность можно получить, заменив одно вычислительное ядро на другое. Доступность для Kontron Stingray различных дисплейных модулей обеспечивает удобство монтажа и дает пользователю большую свободу действий при интеграции Stingray в существующие системы.

Пользователю Kontron Stingray достаточно иметь в запасе лишь очень небольшое число запчастей одного производителя. Для монтажа и соединения отдельных модулей, из которых состоит Kontron Stingray, не требуются никакие дополнительные детали, что минимизирует время ремонта, который может быть произведен силами клиента в любое время. В конечном счете все это оборачивается снижением эксплуатационных расходов и повышением эффективности производства.

Модульная панельная рабочая станция Kontron Stingray – это решения для системных интеграторов. Продукты такого рода востребованы на крупных предприятиях пищевой промышленности с гетерогенной компьютерной инфраструктурой и собственными IT-ресурсами.

Продукт Triton PM: многофункциональный встраиваемый дисплей с защитой от влаги и пыли

Дисплей Triton PM (Triton Panel Mount) замыкает «нефтегазовую» продуктовую линейку Kontron Triton снизу (рис. 5). Не будучи взрывозащищенным, он, тем не менее, обладает большой механической прочностью и противостоит воздействию влаги и пыли по классу IP65.

Kontron Triton PM
Рис. 5. Недорогой пыле/влагозащищенный дисплей Kontron Triton PM с 1,6-гигагерцовым процессором Intel Pentium M, памятью объемом до 2 Гбайт, 2,5-дюймовым жестким диском, 15-дюймовым сенсорным экраном резистивного типа и развитой интерфейсной подсистемой.

Продукт Kontron Triton PM – это высоконадежный, недорогой и удобный дисплей, заключенный в прочный алюминиевый корпус и адресованный разработчикам систем нефтегазовой направленности. Своими потребительскими качествами Kontron Triton PM обязан высокопроизводительному процессору Intel Pentium M с тактовой частотой 1,6 ГГц и 15-дюймовому дисплею, имеющему разрешение 1024 x 768 и выдающему картинку, хорошо различимую даже при ярком солнечном свете.

Системная шина у Kontron Triton PM работает на скорости 400 МГц, минимальный объем 2,5-дюймового жесткого диска составляет 6 Гбайт. Продукт оснащается памятью типа DDR 266 объемом от 512 Мбайт до 2 Гбайт, имеет два интерфейса RS232, порт Fast Ethernet, параллельный порт, 10-контактный разъем ввода-вывода данных, порт USB, комбинированный интерфейс PS/2 и порт для подключения внешнего флоппи-дисковода

Дисплей Kontron Triton PM имеет размеры 361 x 437 x 108 мм, рассчитан на эксплуатацию при температурах 0°C ... +50°C и устойчив к воздействию ударов и вибрации. Его передняя панель удовлетворяет стандарту IP56 (NEMA 4). Резистивный сенсорный экран продукта Kontron Triton PM, выполненный по методу Glass-on-Glass, характеризуется высокой точностью распознавания, улучшенными оптическими свойствами и долговечностью.

Triton PM допускает «встроенное применение»: поместив данный продукт в аппаратный блок или консоль с классом защиты C1 D2 / Zone 2, системный интегратор устраняет проблему отсутствия у Triton PM сертификата взрывозащищенности и получает возможность использовать этот панельный компьютер в жестких нефтегазовых приложениях.

Изделие Kontron Triton PM весьма надежно, удобно в эксплуатации и имеет удельное время работоспособности около 95 процентов, что является одним из лучших показателей в отрасли. Как и другие представители продуктовой линейки Kontron Triton, дисплей Triton PM создавался с расчетом на применение в задачах, связанных с разведкой, добычей и транспортировкой углеводородов.

Серия Kontron V Panel Express: панельные компьютеры на базе многоядерных ЦП

В основе линейки Kontron V Panel Express (рис. 6) лежит популярная в современном мире идея многоядерности. Панельные компьютеры, образующие данную продуктовую серию, создаются на базе высокопроизводительных модулей серии Kontron ETXexpress (стандарт COM Express), оснащаемых двуядерными процессорами с архитектурой Intel Core Duo.

Kontron V Panel Express
Рис. 6. Многоядерный панельный компьютер серии Kontron V Panel Express, опирающийся на процессорную архитектуру Intel Core Duo. Передняя панель продукта защищена по классу IP65. Пользователю доступны два свободных слота PCI и все интерфейсы современных ПК, включая Serial ATA, USB 2.0, Gigabit Ethernet и DVI.

Благодаря эффективной организации отвода тепла и преимуществам микроархитектуры Intel Core Duo, обеспечивающей чрезвычайно высокую производительность на ватт потребляемой мощности, панельные компьютеры Kontron V Panel Express не требуют применения вентиляторов. Изделия данной серии оснащаются резистивными сенсорными экранами с диагональю 12,1, 15 и 17 дюймов (разрешение 800 x 600, 1024 x 768 и 1280 x 1024 соответственно). Лицевые панели Kontron V Panel из нержавеющей стали защищены по классу IP65 (стандарт NEMA 250 Type 12, 13), причем их внешний вид и другие потребительские качества могут варьироваться в соответствии с пожеланиями заказчика.

В эксплуатационном отношении представители линейки Kontron V Panel Express являются полноценными промышленными решениями со сторожевыми таймерами и функциями управления питанием. Представители линейки V Panel Express могут иметь до 2 Гбайт памяти, двух гнезд CompactFlash и двух жестких дисков Serial ATA. Интерфейсная функциональность включает два интерфейса RS232, пять портов USB (1 спереди и еще 4 сзади), порт Fast Ethernet, порт Gigabit Ethernet и выход DVI-I. Для расширения базовой конфигурации доступны два свободных слота PCI.

Изделия серии Kontron V Panel Express не содержат свинца (стандарт RoHS), сертифицированы на соответствие требованиям CE, FCC и cULus, имеют хорошую электромагнитную совместимость и могут работать при температурах 0°C ... 50°C. Модель V Panel Express 121 (диагональ экрана 12,1 дюйма) имеет размеры 312 x 380 x 163 мм, модель V Panel Express 150 (диагональ 15 дюймов) – размеры 354 x 450 x 163 мм, модель V Panel Express 170 (17 дюймов) – 399 x 461 x 168 мм. Поддерживаются операционные системы Windows XP и Windows XP Embedded, а также Linux и Embedded Linux.

На базе панельных компьютеров Kontron V Panel Express можно организовывать управление в режиме реального времени, поддержку сложной визуализации, обеспечить функционирование защитных протоколов и брандмауэров в распределенных приложениях и т.п. Благодаря особенностям многоядерной архитектуры Intel Core Duo, каждый представитель линейки V Panel Express может решать одновременно более одной задачи из этого списка и способен заменить собой несколько отдельных устройств, что означает огромную экономию для OEM-производителей и конечных пользователей. Панельные компьютеры Kontron V Panel Express подойдут и для более традиционных приложений, предполагающих быструю обработку больших объемом данных и не связанных с совмещением разнородных функций (промышленная визуализация и др.).

Панельные компьютеры Kontron V Panel Express удовлетворяют жестким требованиям промышленного применения, что означает повышенную устойчивость к воздействию ударов, вибрации и других неблагоприятных факторов окружающей среды. Промышленная ориентация данных изделий выражается не только в их технических характеристиках, но и в сроках доступности: холдинг Kontron гарантирует поставки этих изделий как готовых систем на протяжении как минимум пяти лет.

Серия Kontron M@C: промышленные микроклиенты и тонкие клиенты

Продуктовая серия Kontron M@C (рис. 7) образована микроклиентами и тонкими клиентами, которые строятся на базе выпускаемых холдингом Kontron одноплатных компьютеров стандарта ETX. Модули ETX, использующиеся в изделиях Kontron M@C, оснащаются малопотребляющими ЦП с тактовыми частотами до 600 МГц включительно (процессор Intel Celeron M). Микроклиенты и тонкие клиенты серии Kontron M@C являются безвентиляторными и имеют резистивные сенсорные экраны аналогового типа с диагональю 8,4, 10,4, 12,1 и 15 дюймов.

Kontron M@C150
Рис. 7. Тонкий клиент Kontron M@C150, оснащенный 15-дюймовым резистивным сенсорным экраном, малопотребляющим процессором Intel Celeron M. Продукт оптимизирован для использования в приложениях промышленного класса.

Микроклиенты и тонкие клиенты (в классическом понимании этих терминов) отличаются от «полноценных» компьютеров тем, что локально предоставляют лишь функции визуализации и ввода команд (критические данные таких устройств хранятся на сервере и там же исполняется их прикладное ПО). Подобные изделия как нельзя лучше подходят для применения в роли человеко-машинных интерфейсов, позволяя строить гибкие и хорошо масштабируемые системы автоматизации. Используя микроклиенты и тонкие клиенты, можно организовать централизованное администрирование и обслуживание ПО в масштабах предприятия, обеспечить эффективную защиту данных и добиться более стабильной работы аппаратной базы. Когда в локальных терминалах отсутствуют механические накопители, вентиляторы и иные движущиеся части, а все прикладные программы исполняются на одном компьютере, открываются совершенно новые возможности по части обеспечения безопасности, снижения стоимости владения оборудованием и минимизации его простоев.

Представители продуктовой линейки Kontron M@C имеют ОЗУ объемом до 1 Гбайт и снабжаются твердотельными накопителями CompactFlash с локальной операционной системой. Стандартные конфигурации предусматривают наличие интерфейса шины CAN, последовательного интерфейса RS232 (опционально RS422/RS485), порта Fast Ethernet и двух портов USB, которые могут использоваться как для подключения внешних устройств, так и в сервисных целях.

Микроклиенты и тонкие клиенты, образующие линейку Kontron M@C, имеют сертификаты CE, FCC, cULus и удовлетворяют требованиям RoHS (не содержат свинца). Будучи ориентированными на промышленные приложения, изделия этой серии характеризуются повышенной электромагнитной совместимостью, хорошо переносят удары и вибрацию, способны работать при температурах 0°C ... +50°C и защищены с лицевой стороны по стандарту IP65 (NEMA 250 Type 12, 13). Поддерживаются операционные системы Windows XP Embedded, Windows CE.net и Embedded Linux. Программная часть комплектов поставки Kontron M@C может конфигурироваться в соответствии с пожеланиями заказчика. Поддержка таких популярных протоколов, как HTTP, XML и RDP, имеется по умолчанию. Опционально доступна виртуальная среда JRE (Java Runtime Environment), позволяющая запускать Java-аплеты.

Размеры изделий серии Kontron M@C составляют 188 x 257 x 53 мм (модель Kontron M@C84), 252 x 325 x 53 мм (модель M@C104), 300 x 380 x 55 мм (M@C121) и 362 x 452 x 60 мм (M@C150). Последняя, 15-дюймовая модель, выдает картинку 1024 x 768 точек, остальные версии имеют разрешение 800 x 600. Опционально микроклиенты и тонкие клиенты серии Kontron M@C оснащаются памятью SRAM с батарейной поддержкой.

Представители линейки Kontron M@C оптимизированы для использования в промышленных приложениях. Их недорогие процессоры потребляют чрезвычайно мало электроэнергии, но обладают производительностью, достаточной для многих индустриальных задач. Промышленная ориентация подчеркивается поддержкой 24-вольтового питания. Наличие интерфейсов CAN и Ethernet позволяет интегрировать данные продукты в соответствующие коммуникационные среды и использовать их как человеко-машинные интерфейсы. Микроклиенты и тонкие клиенты Kontron M@C могут выступать в роли дисплеев, операторских терминалов, веб-панелей и органов управления.

Среднее время наработки микроклиентов и тонких клиентов Kontron M@C на отказ превышает 40000 часов. Применяя в этих изделиях компоненты с длительным жизненным циклом, холдинг Kontron гарантирует доступность и сопровождение продуктов серии M@C в течение как минимум пяти лет.

Микроклиенты и тонкие клиенты Kontron M@C позволяют получить графическую и интерфейсную функциональность полноценного промышленного компьютера за гораздо меньшие деньги. Кроме того, они обладают масштабируемой производительностью, поскольку базируются на стандартизованных процессорных модулях ETX. Малая толщина и экономичность вкупе с небольшим тепловыделением и отсутствием движущихся частей определяют основные области применения микроклиентов и тонких клиентов серии Kontron M@C – разнообразная мобильная техника с аккумуляторным питанием (портативные компьютеры, гаджеты и др.), системы управления зданиями, транспортные средства, медицинская аппаратура и промышленная автоматизация.

Линейка Kontron KPC: панельные компьютеры для разнообразных индустриальных приложений

Панельные компьютеры серии Kontron KPC (рис. 8) оснащаются резистивными сенсорными экранами с диагональю 10,4, 12,6, 15 и 17 дюймов (разрешения SVGA, XGA, SXGA и WXGA) и заключаются в шасси из стали SECC с алюминиевой лицевой панелью. Благодаря малому энергопотреблению применяемых процессоров, представители данной продуктовой линейки являются безвентиляторными и имеют низкий профиль, что позволяет использовать их в промышленных приложениях с ограниченным свободным пространством.

Kontron KPC
Рис. 8. Лицевая панель безвентиляторного панельного компьютера, относящегося к линейке Kontron KPC. Процессор работает на частоте 600 МГц, поддерживаются 2,5 жесткие диски и накопители CompactFlash, пользователю доступны все основные PC-интерфейсы и слот расширения Mini PCI.

Панельные компьютеры серии Kontron KPC построены на базе чипсета Intel® 852GM GMCH + ICH4 и процессора Intel Celeron M с тактовой частотой 600 МГц и кешем L2 объемом 512 Кбайт, имеют виброзащищенный отсек для установки 2,5-дюймового диска и поддерживают накопители CompactFlash.

Коммуникационная функциональность модели Kontron KPC-1006RT (диагональ экрана 10,4 дюйма) включает три последовательных порта (два RS232 и один RS232/422/485), интерфейс локальной сети, два порта USB 2.0, комбинированный разъем PS/2, линейный аудиовыход и выход VGA. Представители продуктовой линейки Kontron KPC сертифицированы на соответствие требованиям CE и FCC Class A и допускают настольный, панельный, настенный и VESA-монтаж.

Модель KPC-1206RT имеет дополнительный интерфейс локальной сети и оснащается экраном с диагональю 12,1 дюйма. Модели KPC-1500RT и KPC-1700RT имеют экраны еще больших размеров (диагональ 15 и 17 дюймов соответственно), дополнительный канал IDE и защищены со стороны лицевой панели по классу IP65. Их коммуникационная функциональность включает два порта Fast Ethernet, четыре интерфейса RS232, один из которых поддерживает режимы RS422/485, шесть портов USB 2.0, два из которых выведены на контактную колодку, набор стандартных звуковых интерфейсов, разъем PS/2 для подключения клавиатуры и мыши и параллельный порт. Сенсорный интерфейс у моделей Kontron KPC-1500RT и KPC-1700RT является 8-проводным, у широкоформатной модели Kontron KPC-1710RT – 5-проводным. Модель Kontron KPC-1710RT имеет пять последовательных портов и четыре порта USB 2.0; в остальном ее коммуникационная подсистема совпадает с таковой у Kontron KPC-1500/1700RT/

Наличие у панельных компьютеров серии Kontron KPC свободного слота Mini PCI и возможности установки антенны Wi-Fi позволяет легко добавлять новые функции, включая поддержку беспроводных сетей. Наибольшей гибкостью обладают модели Kontron KPC-1500RT и KPC-1700RT, имеющие в дополнение к Mini PCI еще и свободный слот PCI стандартного типа, что позволяет создавать на их основе специализированные конфигурации под конкретные прикладные задачи. Модели KPC-1500RT, KPC-1700RT и KPC-1710RT удовлетворяют требованиям RoHS (не содержат свинца).

Благодаря своему малому энергопотреблению, небольшим размерам и отсутствию вентиляторов, панельные компьютеры серии Kontron KPC могут с успехом применяться в самых различных индустриальных приложениях, где оборудование подвергается воздействию ударов, вибрации и экстремальных температур (транспорт, промышленные управляющие системы, системы автоматизации зданий и т.п.).

Панельный компьютер Kontron KPC-1710RT (рис. 9) является широкоформатным: его сенсорный экран с диагональю 17 дюймов имеет соотношение сторон не 4:3, как у остальных моделей Kontron KPC, а 16:10. Данная особенность критична в тех случаях, когда нужно обеспечить поддержку популярных форматов видео и телевидения высокой четкости. Модель KPC-1710RT пригодится разработчикам информационных киосков, торговых терминалов, игровых автоматов, цифровых рекламно-информационных систем и решений типа «тонкий клиент».

KPC-1710RT

KPC-1710RT
Рис. 9. Широкоформатный панельный компьютер KPC-1710RT, не имеющий вентилятора и оснащенный резистивным сенсорным экраном с диагональю 17 дюймов и соотношением сторон 16:10.

Заключение

Человекомашинные интерфейсы холдинга Kontron – это большой и сложно устроенный мир, даже поверхностное описание которого неизбежно получается весьма объемным. Не будет большим преувеличением сказать, что по части HMI в этом мире есть все, что только может потребоваться разработчику любой современной системы промышленного класса.

В последующих статьях мы планируем рассмотреть отдельные HMI-линейки холдинга Kontron более подробно. Пока же ограничимся констатацией того факта, что тонкие клиенты, панельные компьютеры, взрывозащищенные дисплеи и рабочие станции Kontron охватывают в совокупности чрезвычайно широкий диапазон прикладных требований и могут использоваться практически где угодно, начиная с нефтегазовых скважин, трубопроводов и промышленных цехов и заканчивая медицинской аппаратурой и потребительской электронной техникой.


Врез 1. О взрывозащищенности и сертификации ATEX

Понятие взрывозащищенности применимо к оборудованию, которое предполагается эксплуатировать в потенциально взрывоопасных средах. Взрывозащищенные изделия проектируются таким образом, чтобы не высвобождать электрическую, тепловую или иную энергию в объемах, достаточных для воспламенения окружающих эти изделия горючих и/или взрывоопасных материалов (газ, пыль, мелкие частицы).

В стандартах на взрывозащищенные продукты фигурируют такие причины возгорания и взрыва, как электрическая искра, электрическая дуга, пламя, высокая температура, статическое электричество, электромагнитное излучение, химическая реакция, механический удар, механическое трение, механическое сжатие, акустическая энергия и ионизирующая радиация.

Взрывозащищенное оборудование показано к применению в нефтехимической и фармацевтической отраслях, на нефтедобывающих, нефтеперегонных, горнодобывающих и трубопроводных предприятиях, а также при транспортировке и хранении различных сыпучих материалов.

В Европейском Союзе первый стандарт на взрывозащищенные изделия был установлен директивой 9/94/EC, более известной как ATEX (от французского ATmosphеres EXplosibles – взрывоопасные среды). Как «добровольный стандарт» правила ATEX введены в действие с 1 марта 1996 г. Начиная с 1 июля 2003 г. данным правилам должно удовлетворять все электрическое и электронное оборудование, которое предполагается эксплуатировать во взрывоопасных средах. Абсолютно все новые продукты, претендующие на право быть использованными в подобных приложениях, обязаны пройти сертификацию на соответствие требованиям ATEX.

ATEX-сертификат продукта содержит сведения об отраслях промышленности, где можно использовать данное изделие, категориях и характере опасных сред, для которых оно подходит, типе защиты, группе опасных газов и абсолютном максимуме температур тех частей изделия, которые могут контактировать со взрывоопасной средой.

Пусть некоторое изделие имеет сертификат ATEX II 2 G EEx d IIC T4. Индекс II означает, что данный продукт может использоваться во всех отраслях, кроме горнодобывающей, цифра 2 – что он подходит для наиболее опасных сред второй категории, а буква G отражает характер этих сред (газ, пары и туман). Символы EEx говорят о том, что изделие отвечает правилам взрывозащищенности, принятым в Европе, буква d сообщает тип защиты (взрывонепроницаемая оболочка). Остальные индексы в названии сертификата соответствуют группе газов, с которой продукт совместим (IIB, т.е. газы бытового назначения), и максимальной температуре, которую могут иметь соприкасающиеся со взрывоопасной средой части продукта, в том числе и в случае выхода последнего из строя (T4, т.е. 135°C).

Классификация зон по ATEX основана на постоянстве самого факта их взрывоопасности. Если среда является взрывоопасной «по определению» (всегда и при любых обстоятельствах) или на протяжении очень длительных промежутков времени, то это Zone 0, если она становится взрывоопасной время от времени в процессе выполнения производственных операций – это Zone 1, если же в нормальных условиях опасность взрыва отсутствует, то это Zone 2. В зависимости от характера взрывоопасного вещества (газ, пыль) зоны делятся на категории G и D.

В Северной Америке аналогичная классификация зон применяется по отношению к средам первого класса опасности (Class 1).

Врез 2. Основные технологии сенсорных экранов

Собственно сенсорная часть экрана – это стеклянная или пластиковая пластина, устанавливаемая поверх ЖК-панели. Для работы сенсорной подсистемы необходим специальный контроллер, который обрабатывает поступающую от сенсорных датчиков информацию и передает ее в компьютер.

Наиболее широкое распространение получили четыре технологии сенсорных экранов: акустическая, емкостная, резистивная и инфракрасная.

Акустическая технология

В углах акустического сенсорного экрана размещаются пьезоэлектрические элементы, на которые подается электрический сигнал частотой 5 МГц. Пьезоэлементы преобразуют этот сигнал в ультразвуковые волны, идущие вдоль поверхности экрана. В ограничивающую экран рамку вмонтированы специальные отражатели, обеспечивающие акустический охват всего рабочего пространства. Звуковые волны фокусируются рефлекторами и направляются в приемник, который преобразовывает их во вторичный электрический сигнал. Прикосновение к такому экрану вызывает поглощение акустических волн и изменение вторичного электрического сигнала, на основании чего происходит определение координат касания. Акустическая сенсорная схема позволяет фиксировать не только координаты, но и силу касания по степени поглощения звука.

Емкостная технология

Емкостной сенсорный экран получается путем последовательного нанесения на поверхность ЖК-панели двух прозрачных покрытий, одно из которых является проводящим, а второе – защитным. По краям такого экрана располагаются тонкие электроды, равномерно распределяющие низковольтное электрическое поле по проводящему слою. Когда к защитному покрытию прикасается палец, между пальцем и проводящим слоем возникает емкостная связь, что вызывает течение тока в точку контакта (или из этой точки). Восстановление координат осуществляется по токам, измеряемым в каждом из четырех углов экрана.

Резистивная технология

Сенсорный экран резистивного типа – это «слоеный пирог», в котором два проводящих слоя разделены одним изолирующим. При касании экрана структура деформируется, проводящие слои совмещаются и результирующее сопротивление изменяется. Контроллер фиксирует это изменение, производит необходимые вычисления и определяет точку нажатия. Преимуществом резистивной технологии является то, что она позволяет фиксировать касания не только пальцем, но и вообще любым твердым предметом.

Инфракрасная технология

По периметру сенсорного экрана, выполненного по инфракрасной технологии, устанавливаются излучающие элементы, которые генерируют узкие инфракрасные лучи. В результате вся поверхность такого экрана оказывается покрытой координатной сеткой ИК-лучей, каждый из которых попадает в свой приемник. Если один из инфракрасных лучей перекрывается пальцем или иным посторонним предметом, излучение перестает попадать в соответствующий приемник, что тут же фиксируется микропроцессорным контроллером. Поскольку шаг между лучами одного направления невелик, задача восстановления координат точки касания становится тривиальной. Важным достоинством инфракрасной технологии является ее «всеядность»: нажатие может осуществляться пальцем, пальцем в перчатке, авторучкой, указкой и чем угодно еще, что имеет достаточные размеры и не является прозрачным для ИК-лучей. В отличие от сенсорных экранов других типов, инфракрасные сенсорные экраны являются «полыми»: внутреннее пространство рамки с излучателями и датчиками не заполнено никаким материалом.

Врез 3. О классах защиты IP

Когда говорят о защите изделия или какой-либо его части (например, лицевой панели) по тому или иному классу IP, имеется в виду определенная степень устойчивости данного изделия к проникновению инородных тел и воды внутрь изделия. Различные цифры в индексном обозначении класса защиты IP соответствуют инородным телам разного диаметра (рука, пальцы, инструменты, провода, песок и мелкая пыль) и различным способам контакта с водной средой (крупные и мелкие капли, падающие/распыляемые вертикально и под углом, струи, подтопление, полное или частичное погружение).

За инородные тела отвечает первый индекс, за воду – второй. Например, если изделие защищено по классу IP65, это означает, что оно полностью пыленепроницаемо и может быть подвергнуто воздействию водяных струй с любых направлений без риска выхода из строя.