SWD Software Ltd. - официальный дистрибьютор QNX на территории России и стран бывшего СССР Операционная система реального времени QNX
Инструменты для создания надёжных встраиваемых систем и
интеллектуальных устройств любой сложности
QNX Software Systems - разработчик встраиваемой операционной системы QNX
Промышленная автоматизация
Автоматизация управления прокатным станом на Молдавском металлургическом заводе
Автоматизированная система испытания авиационных двигателей на ОАО "Уфимское моторостроительное ПО"
Автоматизированная система мониторинга и управления водозаборным узлом в ВЗУ Химки-3 под управлением QNX
АСУ ТП руднотермической электропечи для выплавки сплавов на основе кремния
Система автоматизированного контроля и управления разводкой "Троицкого моста"
Система контроля и управления скоростными режимами прокатного стана на Донецком металлургическом заводе
Управляющие вычислительные комплексы нижнего уровня СМ1820МНУ
Роботизированный коэрцитиметр «ВАЛОК 2000» на основе ОСРВ QNX
Энергетика
Нефть и газ
Военно-промышленный комплекс
Сети и телекоммуникации
Автомобилестроение
Медицина
Транспорт
Интеллектуальные устройства
Главная страница > Внедрения > Промышленная автоматизация > Пример успешного применения разработок QNX в компании Aquila Сделать страницу стартовой Послать ссылку коллеге Версия для печати

Пример успешного применения разработок QNX в компании Aquila

Золотоносная жила: Aquila и QNX меняют будущее открытого способа разработки
Эван Хансен (Evan Hansen), Шерри Лейбор (Sherri Labour), Мартин Политик (Martin Politick) - Aquila Mining Systems Ltd.

Разработка месторождений была и остается сферой деятельности с высокой конкуренцией. Цель любой операции по добыче полезных ископаемых - извлечение руды из недр как можно быстрее и с наименьшими затратами. Однако, во многих странах запасы протяженных и богатых рудных тел истощаются, поэтому руководство любого рудника должно изыскивать пути максимизации прибыли от эксплуатации существующих или малодоходных мест разработки.

Для сохранения конкурентоспособности руководство рудника старается рационализировать ежедневные операции. Решения, влияющие на эффективность работы рудника, зависят от своевременного доступа к статистическим данным по продукции, к геологической и другой информации.

Осознавая необходимость интегрированного сбора и обработки данных в горнорудной промышленности, компания Aquila Mining Systems Ltd. разработала целый ряд систем автоматизированного мониторинга и управления, специально ориентированных на использование в открытых карьерах.

Системы мониторинга и управления можно использовать при проведении работ как большого, так и малого объема. Они могут следить за поведением и управлять буровыми установками и буровзрывными работами, а также выдавать на выходе подробную статистику по добыче, которая при этом обрабатывается в реальном времени. Поэтому управленческий персонал и операторы, полагаясь на эти данные, могут поместить оборудование в нужном месте, проконтролировать продуктивность места разработки и соответствующим образом внести коррективы в ведение добычи полезных ископаемых.

Автоматизация операций по добыче ископаемых

В памяти компьютерной системы рудника хранятся гигантские объёмы информации, которая непосредственно используется горнорудным оборудованием при добыче. К этим данным относится: картографическая информация, например, проектируемые к разработке поверхности рудных тел, скрытые поверхности (нижележащие пласты рудных тел), карты сортности руды и рельеф текущей земной поверхности. Чтобы извлечь пользу из этой информации, компания Aquila оборудует буровые установки и экскаваторы бортовыми компьютерами и интерфейсами оператора. В результате встраивания систем непосредственно в горнорудное оборудование в реальном времени может быть собран и обработан большой объем данных, используя которые можно управлять буровыми установками, экскаваторами и другим оборудованием.

Координаты мест бурения скважин загружаются в бортовой компьютер буровой установки. Экскаваторы получают карты распределения руды, на которых обозначены цветом и ясно видны цветовые границы зон руды разного сорта. По мере того, как ведется бурение или открытая добыча, данные в бортовом компьютере обновляются, что направляет действия оператора экскаватора или буровой установки.

Обновленные данные могут быть переданы в компьютерную систему офиса рудника в любое время в процессе или после окончания работ. Данные доступны в онлайновом режиме, так что управленческий персонал может видеть, что происходит, когда вскрывается новый пласт. Это дает возможность управленческому и инженерному персоналу постоянно находиться в курсе событий и своевременно принимать решения, воздействующие на эффективность разработки месторождения.

GPS как средство управления горными работами

Для улучшения управляемости в системах управления буровым и экскаваторным оборудованием компании Aquila дополнительно используются данные глобальной системы спутниковой навигации (GPS). Эти данные о координатах места ведения работ передаются о каналам радиосвязи из офиса рудника п прямо на буровые установки и экскаваторы. По мере ведения бурения или вскрытия грунта система руководит действиями оператора, поскольку в офис непрерывно передаются обновленные данные по результатам работ.

Программное обеспечение управления с помощью системы GPS взаимодействует с офисным компьютером. В результате обеспечивается эффективная передача файлов и управление потоком данных и трафиком радиоканала между офисом и местом ведения работ. Программное обеспечение GPS ведет также мониторинг большого числа различных общих видов деятельности рудника, например, слежение за передвижением и продуктивностью работы буровых установок и экскаваторов, что помогает управляющему персоналу рудника повышать общую эффективность работ. В систему заложено принятие на себя частичной ответственности за ту помощь, которая оказывается оператору оборудования. В результате этого могут быть уменьшены расходы на обучение операторов и уменьшена нагрузка на них.

Управление работой экскаваторов

По мере того, как оператор экскаватора ведет выемку грунта и изменяет рельеф местности, вся новая информация об этих изменениях отражается на дисплее бортового компьютера. Цвета и контрастность изображения на экране изменяются по мере того, как проявляется материал другого сорта и качества. Располагая возможностями такого контроля, оператор экскаватора может избежать пропуска руды хорошего качества. И в процессе перемещения грунтового материала оператор всегда может определить, когда поверхность грунта близка к нужному уровню.

В дополнение к графической информации на дисплее отображаются цифровые данные, а также информация о направлении. В качестве дополнительной возможности, графическая "подвижная карта" фактически показывает вид работающего экскаватора с высоты птичьего полета. На подвижной карте показывается фиксированное фоновое изображение зоны работ, где отображается движущаяся точка экскаватора, перемещающаяся по отношению к другим объектам экрана (например, очертаниям, указывающим на качество руды или на границы ведения земляных работ).

Управление работой буровых установок

В дополнение к той же самой технологии GPS, используемой в экскаваторах, для буровых установок необходим интерфейс к сенсорным датчикам, которые контролируют процесс бурения. Система GPS помогает операторам буровых установок определять место бурения скважин без помощи вех и пикетов. Кроме того, система помогает определить правильную глубину бурения.

Исходя из данных по местности, выдаются указания по бурению вместе с цифровой картой, показывающей координаты места бурения. В системе объединяются координаты от GPS с данными по рельефу местности, затем каждое место бурения скважины визуализируется на дисплее, чтобы оператор мог вести работу в правильном месте. Трехмерный рельеф местности и местоположение скважины отображаются на подвижной карте, позволяя оператору выйти на место бурения с точностью до 8 дюймов (20 см). По мере того, как ведётся бурение, информация о глубине на блоках приема руды и отходов находится под контролем системы. Поэтому процесс бурения может корректироваться оператором установки.

Система полной разработки месторождения

Наша концепция "Системы полной разработки месторождения" дает возможность с минимальными усилиями интегрировать воедино сеть автономных функциональных модулей. Наша линейка продуктов для ведения буровых и земляных работ основывается на общей платформе, называемой Усовершенствованной платформой мониторинга компании Aquila (Advanced Monitoring Platform или AMP). Модульность аппаратуры и программного обеспечения стала ключевым моментом, благодаря которому обеспечивается одна платформа для проведения целевых операций как большого, так и малого масштаба.

Платформа AMP может быть оснащена интерфейсом оператора, дополнительными аппаратными платами и/или сенсорными датчиками, вплоть до технологии GPS – всем, что может потребоваться для разработки решений по продукции, привязанных к конкретным местам ведения работ нашими клиентами.

Усовершенствованная платформа мониторинга (AMP)

В основу платформы AMP положена 32-разрядная система на базе QNX, включающая в себя:

  • алюминиевый кожух, где размещаются электронные платы;
  • легкую панель с размерами 11.5" x 9" x 2.5" (29 х 23 х 6.4 см) с цветным дисплеем;
  • прочный переносной терминал.

Конструкция корпуса основывается на архитектуре шины STD, где возможно смешанное использование и согласование электронных плат, из которых создается любой из наших продуктов. Например, мы можем относительно просто объединить пакет мониторинга процесса бурения с системой управления бурением.

В зависимости от конкретного продукта платформа AMP конфигурируется на основе процессора Intel 80486 или одноплатной ЭВМ с процессором Pentium, при этом платформа имеет следующие параметры:

  • ОЗУ от 8Mб до 16Mб;
  • 15 дифференциальных аналоговых входов;
  • 3 входа для датчиков положения;
  • 4 аналоговых выхода;
  • 32 цифровых интерфейса ввода/вывода;
  • 20 портов RS-232;
  • твердотельный диск емкостью от 40 Мб до 80 Мб.

Платформа AMP может взаимодействовать с оборудованием Allen-Bradley PLC5/11/25/40, SLC-500/03 или Modicon E984/685 PLC и поддерживает однонаправленный диспетчерский интерфейс на основе протокола SLIP от компании Modular Mining Systems Ltd.

Правильное сочетание возможностей

При выборе операционной системы для наших продуктов в качестве кандидатов мы рассматривали Unix, DOS, Windows NT и QNX. Мы интуитивно чувствовали, что Unix – слишком "тяжеловесна" для наших требований, она не предоставляет возможностей обработки в реальном времени и не имеет гибкости QNX. DOS не является многозадачной системой или системой реального времени. Для нее также трудно писать программное обеспечение низкого уровня. Windows NT не всегда ведет себя стабильно, и очень многие фрагменты реализации ядра и инструментальных средств являются скрытыми – мы не имели доступа к "внутренностям" ОС.

В QNX мы нашли для себя правильное сочетание стабильности, производительности при работе в реальном времени и функциональных возможностей. Многопользовательская работа этой ОС и ее возможности по многозадачности навели нас на мысль разработать приложение, включающее много независимых процессов, запускаемых одновременно. При этом QNX осуществляет сбор всех данных, их обработку, поддерживает коммуникационные возможности и функции отображения внутри платформы AMP.

Поддержка в QNX семейства x86 – включая непревзойденное разнообразие периферийных устройств, шин и сетевых конфигураций – вместе с возможностью управлять одновременно несколькими соединениями дали нам гибкость в сборе и распределении информации между несколькими подсистемами. И, кроме того, QNX является расширяемой системой, в любое время к ней можно добавить дополнительные службы.

Мы оценили преимущества богатого выбора инструментов разработки и периферийных устройств, доступных для систем на основе РС, что позволяет избежать увеличения затрат, обычно возникающих в связи с разработкой специализированной аппаратуры и программного обеспечения.

Наши продукты могут работать автономно или они могут подключаться к бортовым программируемым контроллерам или системам контроля местоположения на базе GPS. Системы могут быть модифицированы так, чтобы они работали с существующим горнорудным оборудованием или встраивались в выпускаемое заводом-изготовителем оборудование, были сконфигурированы для работы с большинством существующих интерфейсов для радиоканалов и каналов диспетчерской связи. Исходя из этого, QNX позволяет нам быстро и легко разрабатывать, устанавливать и модернизировать системы для клиентов.

Разработка целевой системы

Наша целевая система состоит из базового набора процессов QNX со стандартными прикладными интерфейсами API и графическим интерфейсом пользователя. Каждый серверный процесс управляет драйвером конкретной части оборудования. Поскольку все серверные процессы взаимодействуют через стандартные интерфейсы API, то один драйвер может быть легко заменен другим, не оказывая влияния на какую-либо часть приложения.

Клиентские процессы зависят от приложения. Мы стараемся выделить каждый из процессов, составляющих дополнительные возможности продукта, в виде элемента некоторого множества самодостаточных модулей. Так легче проводить модернизацию функциональных возможностей наших продуктов путем подключения/конфигурирования соответствующего множества клиентских процессов.

Например, серверный процесс управления дисплеем позволяет проводить обновление одних и тех же картинок более чем одному клиентскому процессу. Такой подход предоставляет большие возможности по развязыванию процессов друг от друга и по введению в продукт модульного принципа. Один сервер интерфейса общего назначения (управляемый через меню/состояния) с клиентскими процессами, обновляющими свои соответствующие интерфейсы, исключает необходимость управлять различными аспектами интерфейса пользователя.

При работе с QNX оказалось просто управлять разработкой и тестированием, потому что отдельные программисты или малые команды программистов могут разрабатывать модули "кусками". Особенно мы ценим тот факт, что каждый драйвер QNX запускается как стандартный процесс, поэтому вы можете запускать, тестировать и останавливать службы без компиляции самого ядра.

Наша среда разработки построена на четырех серверах QNX. На одном хранится исходный код, и запускаются задачи автоматизации, например, резервное копирование и компиляция. Другие три используются как серверы среды Photon, предоставляя "жилище" для наших пользователей. На всех четырех запущены серверные службы TCP/IP и NFS.

Группа разработчиков использует рабочие станции на основе NT с клиентами TCP/IP и NFS. Это позволяет нам монтировать разделы QNX на нашу файловую систему NT, чтобы любой редактор мог использоваться для модификации кода. Через оболочку Phindows мы вводим команды компиляции и тестируем наши графические приложения через эмулятор, который запускается в среде Phindows. Окончательные интегральные тесты выполняются на тестовой платформе с конкретным оборудованием.

Тот факт, что QNX является масштабируемой ОС реального времени, созданной специально для встраиваемых систем, предоставляет нам свободу в запуске "легких" приложений (требующих ОЗУ менее 8Мб) без необходимости разработки многочисленной специализированной аппаратуры. Мы можем приспособить ОС так, чтобы она использовала минимальное пространство – очевидное преимущество, поскольку пространство на твердотельном диске платформы AMP ограничено. Нам даже удалось создать демо-ролик нашего приложения, уместившийся на дискете (и не нужен никакой жесткий диск!).

Наши успехи

С момента организации компании Aquila в 1992 г. мы установили более 35 систем более чем на 20 горнорудных предприятиях по добыче угля, железа, меди и золота. Наши продукты используются в Канаде, США, Австралии, Южной Африке и России, где платформа QNX доказала свою надежность и стабильность работы, а это важный фактор в завоевании успеха нашим продуктом.

Ведение подрывных и буровых работ, изысканий, карьерных разработок и даже операций по обработке результатов стало значительно более эффективным с внедрением систем кампании Aquila. Кроме того, информация, собранная такими системами, дает управленческому персоналу своевременные и точные данные, предоставляя возможность рационализировать планируемые процессы и оставаться конкурентоспособными.

Двигаясь вперед

Недавно мы завершили успешное бета-тестирование нового продукта для наклонного бурения. Строительная промышленность проявила большой интерес к нашему приложению, и мы в настоящее время оцениваем возможности использования наших приложений на строительном оборудовании: грейдерах, бульдозерах, колесных погрузчиках.

Мы видим наши продукты как существенные компоненты завтрашней Системы полной разработки месторождений, полностью автоматизированных рудников, где горнорудное оборудование может передвигаться самостоятельно, полностью управляемое системами компании Aquila.

Источник: http://qnx.com/company/customer_stories/ss_170_2.html

Рассказать друзьям:

Rambler's Top100           Рейтинг@Mail.ru