Когда вы разрабатываете системы, поддерживающие аэронавигационное обслуживание, право на компромисс практически равно нулю. Надежность — это не «приятное дополнение», а базовое требование. Именно в такой среде работает Techno Sky, и именно поэтому их решение построить систему на базе Arduino® Opta™ RS485 microPLC отвечает выявленным требованиям проекта.
Techno Sky — это компания группы ENAV, которая управляет аппаратными и программными системами аэронавигационного обслуживания и обслуживает их, а также разрабатывает инновационные технологии для сектора организации воздушного движения (ОВД). Их отдел исследований и разработок (R&D) работает над решениями для провайдеров аэронавигационного обслуживания (ПАНО), аэропортов, авиационных властей и организаций по всему миру — систем, предназначенных для использования в жестких эксплуатационных условиях.
Задача: компактная и надежная система визуальной аварийной сигнализации
Проект, который привел Techno Sky к Arduino, заключался в разработке системы визуальной аварийной сигнализации для интеграции в среду цифровой башни (Digital Tower) компании ENAV. Требования были однозначными: надежность промышленного класса, компактный форм-фактор, возможность непрерывной работы, интерфейсы Ethernet и промышленной связи, встроенные входы/выходы, а также возможность разрабатывать и поддерживать систему без создания специальной заказной электроники с нуля.
Полностью заказная разработка аппаратного обеспечения рассматривалась, но она потребовала бы значительного времени и усложнения — циклы разработки оборудования, интеграции и валидации задержали бы проект без обязательного улучшения результата. Команде нужна была платформа, которая позволила бы им сосредоточиться на прикладной логике и системной интеграции, а не на изобретении контроллера заново.
Opta: нестандартный, но универсальный и эффективный путь к инновациям
Команда R&D оценивала традиционные ПЛК, заказную встраиваемую электронику и одноплатные компьютеры, прежде чем остановиться на Opta. Они выбрали Opta благодаря сочетанию промышленных характеристик и программной гибкости в едином корпусе. Команда определила, что рассмотренные традиционные ПЛК предлагают меньшую гибкость разработки для этого проекта. Заказная электроника добавила бы сложностей при разработке оборудования. Одноплатные компьютеры, оцененные командой, не соответствовали заданным спецификациям проекта.
Opta RS485 предложила встроенные коммуникации Ethernet и RS485, релейные выходы, а также гибкость среды программирования Arduino и экосистемы библиотек — и все это в компактном форм-факторе с креплением на DIN-рейку, предназначенном для промышленного применения. Что особенно важно, она позволила реализовать новую функциональность с помощью программного обеспечения без добавления специализированного оборудования, и это качество оказалось важным по мере развития системы.
Архитектура для внедрения собственными силами в течение года
В развернутой системе Opta выступает в качестве основного встраиваемого контроллера, управляя сигнальными выходами, связью по Ethernet, связью по RS485 с внешним оборудованием, режимами работы и таймингами, функциями контроля, а также целостностью и безопасностью связи. В настоящее время система реализует восемь режимов сигнализации на одном контроллере — функции, которые, по оценке команды Techno Sky, в противном случае могли бы потребовать дополнительного оборудования или более сложной архитектуры.
Основной инженерной задачей при разработке была параллельная координация связи, физических выходов, последовательностей сигналов и контроля. Команда решила эту задачу с помощью модульной программной архитектуры и использования сторожевых таймеров (watchdog) и механизмов проверки связи — подходов, призванных обеспечить управляемость кодовой базы и стабильное поведение системы. Разработка велась силами собственной R&D-команды Techno Sky с использованием документации, библиотек и ресурсов разработки Arduino.
По данным Techno Sky, проект стартовал в октябре и дошел до операционного развертывания менее чем за 12 месяцев. Один контроллер Opta, объединяющий более десяти основных функций управления, предназначенный для непрерывной работы, с единой архитектурой, перенесенной из R&D-прототипа в рабочую систему.
От прототипа к серийному производству на той же платформе
Этот последний пункт заслуживает особого внимания. R&D-команды могут создавать прототипы на одной платформе, а затем переносить аппаратное обеспечение при переходе к развертыванию. Techno Sky не нужно было делать этот переход. Архитектура на базе Opta, разработанная в ходе R&D, была сохранена для операционного использования — решение, которое, по их словам, основывалось на оценке платформы для данного применения.
Techno Sky подвели итог своему опыту: «Opta позволила нам быстро перейти от концепции R&D к рабочему решению. Ее промышленное железо в сочетании со средой программирования Arduino и экосистемой библиотек позволило нам интегрировать и расширять множество функций без увеличения аппаратной сложности. Тот факт, что мы оставляем Opta в действующей системе, отражает нашу положительную оценку ее эффективности и надежности в этом приложении».
Больше идей, больше инноваций
Команда Techno Sky работает с платформами Arduino в рамках своей научно-исследовательской деятельности уже несколько лет, и этот проект демонстрирует их укрепляющуюся уверенность в выбранной линейке продуктов Arduino. Среди будущих рассматриваемых применений — системы мониторинга, дистанционное управление, интеграция датчиков, робототехника, автоматизированное испытательное оборудование и инфраструктура ОВД. Techno Sky оценивает целый ряд потенциальных вариантов использования.
Для команд, сталкивающихся с аналогичными задачами интеграции — множеством функций управления и связи, жесткими требованиями к надежности и необходимостью быстрого перехода от концепции к развертыванию, — оценка Techno Sky звучит прямо: Opta отлично подходит, когда эти функции должны быть объединены в компактную систему без затрат на разработку заказного железа.
Хотите изучить варианты для вашего промышленного применения? Узнайте больше о семействе Opta и линейке промышленного класса Arduino на arduino.cc/pro.
Arduino, Opta и логотип Arduino являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками компании Arduino S.r.l.
