Industrijski kontrolori: prošlost, sadašnjost i budućnost
Od pojave programabilnih logičkih kontrolera (PLC), različiti kontroleri automatizacije migrirali su u industrijske primjene, uključujući programabilne kontrolere automatizacije (PAC) i današnje moderne industrijske kontrolere (EPIC) koji se mogu programirati. Povećana konkurencija među vodećim dobavljačima kontrolora jer korisnici imaju veći izbor u smislu troškova, otiska, gustoće ulaza /izlaza (I/O), kompatibilnosti fieldbusa, komunikacija, mogućnosti programiranja i brzine obrade.
Za tržište je raznolikost često korisna, ali može biti i frustrirajuća za inženjere i krajnje korisnike. Odabir kontrolne platforme dugoročno je ulaganje s povezanim troškovima kao što su ugovori o osposobljavanju i podršci. Kreatori politike žele dobiti svoj novac za novac koji su uložili.
No, prije nego što izrazimo podršku tom pitanju, pogledajmo kako se industrija razvija. Koja je pokretačka snaga razvojnog trenda različitih kontrolnih rješenja? Kako ti trendovi sada funkcioniraju? Kako će korisnici ulagati u automatizaciju u budućnosti kako bi osigurali uspjeh?
Evolucijski način industrijskih kontrolera
Proučavanje napretka u području automatizacije i kontrole u posljednjih nekoliko desetljeća može jasno vidjeti kako neke iteracije specifičnih tehnologija potiču razvoj novih funkcija interneta i preuzimanja i kontrole.
Na primjer, kada su razvijeni prvi I/O sustavi, oprema za kontrolu polja i senzore također se oslanjala na elektromagnetske i pneumatske komponente koje su bile ograničene fizičkim svojstvima koja su utjecala na njihov vijek trajanja. Kompaktne niskonaponske komponente kao što su releji čvrstog stanja potiču korisnike da zahtijevaju više mogućnosti za integraciju I/O izravno u svoje sustave. To je dovelo do pojave prvog modularnog I/O-a, a istovremeno su elektroničke tvrtke donijele visokotehnološko računalstvo u mainstream. Osjetljiva elektronika u tim sustavima zahtijeva vanjski I/O za interakciju sa stvarnim svijetom. Ovo je prvi serijski adresabilan I/O stalak, koji je alternativa I/O-u na bazi regala u PLC-ovima.
Od namjenskih, neovisnih I/O uređaja do modularnog I/O-a, do I/O autobusa, svi odražavaju koncept multipleksinga u industrijskoj kontroli. Kontrolne platforme sljedeće generacije uključuju ugrađene I/O procesorske sklopove. Moduli su se proširili s 1 I/O kanala na 32 kanala, a sada imaju ugrađen I/O u PLC-ove i druge pojedinačne uređaje. U nekim slučajevima, uz pravilnu konfiguraciju, svaki ulazno-izlazni kanal može prihvatiti različite vrste signala.
Ovaj model pokazuje kako se inovacije šire industrijom: s vremenom pojedinačne inovacije postaju modularne, surađuju s drugim tehnologijama, a zatim se ugrađuju u te tehnologije, postajući dio novog inovacijskog ciklusa.
Za PLC-ove i PAC-ove ovaj način rada nudi manje kontrolere i ulazno-izlazne module. Veća računalna snaga postiže se "po kvadratnom inču" jer se funkcije procesora matematike i programiranja integriraju izravno u upravljačke ploče i druge uređaje kao što su ulazno/izlazni uređaji, odašiljači i mrežni pristupnici. S vremenom se isti obrazac odražava u migraciji novog ugrađenog komunikacijskog sučelja i protokolarnih standarda na kontrolere.
Fuzija različitih tehnologija
Trend međusobne integracije isprepleten je s integracijskim ciklusom, a tehnološke inovacije izvan tržišta industrijske kontrole postupno su ušle u kontrolor. Gledajući povijest I/O autobusa, možete vidjeti kako je ovaj trend doveo do razvoja novih funkcija kontrolera.
Od serijskog I/O sabirnice postoje paralelni I/O sabirnice i druga rješenja koja omogućuju mini i mikroračunalima interakciju s I/O. To je također inspiriralo ideju razvoja samostalnog I/O komunikacijskog procesora, koji odvaja I/O od računala, omogućujući svakom računalu s komunikacijskim priključkom interakciju s njim.
Kako su se I/O moduli i procesori poboljšavali, rani hibridni kontroleri također su pružali analogne mogućnosti obrade signala koje su u to vrijeme bile dostupne samo u distribuiranim upravljačkim sustavima (DCS). Budući da izvorna svrha logičkih programa ljestava (plc programski jezik) nije bila rukovanje analognim formatima podataka, to je dovelo do stvaranja novog programskog jezika za hibridne kontrolere.
Tada su jeftine alternative IBM RAČUNALU počele preplaviti tržište. Budući da je računalo primarna upravljačka funkcija hibridnog sustava, pojavila se zabrinutost za pouzdanost. Bilo je značajno za dobavljača da razvije alternativu očvrsnutu u industriji koja je kombinirala ulazno-izlazne, umrežavanje i programske komponente ranijih hibridnih rješenja u jedinstveni sustav koji će kasnije postati PAC sustav. PAC koristi isti procesor kao i računalo i može pružiti skup značajki koji ispunjava nišu između jeftine diskretne kontrole temeljene na PLC-u i skupe kontrole procesa temeljene na DCS-u.
Inovacije u visokotehnološkim poduzećima i tržištu osobnih računala donijele su mogućnosti za razvoj industrijske kontrole. Taj se trend počinje ubrzavati sve većom konvergencijom domena operativne tehnologije (OT) i informacijske tehnologije (IT). Uzmimo, na primjer, val mobilnih rješenja koji se pojavio posljednjih godina. To se također odražava u nastojanju da se podrže veliki podaci, analitika oblaka i strojno učenje, tehnologije rođene izvan područja industrijske automatizacije.
Kontroleri otporni na buduće promjene
Kako se nastavlja trend dublje integracije tehnologije, veće konvergencije između industrija i veće povezanosti uređaja i sustava, što će nam donijeti kontrolori budućnosti?
Kako bi inženjeri trebali biti odabrani kako bi osigurali da mogu pratiti tehnološke trendove i pomoći tvrtkama da dobiju najviše praska za svoj novac? Sljedeća 3 prijedloga mogu pomoći proizvođačima da odaberu pravu tehnologiju kontrole kako bi postigli svoje ciljeve.
1 Usredotočite se na dizajn, a ne na funkciju
Znajući da će se tehnologija s vremenom poboljšati i postati čvršće integrirana i ugrađena, potrebno je dati prednost ulaganjima u kontrolne sustave koji se ne mogu lako ili brzo promijeniti. Inženjeri moraju naglasiti arhitekturu upravljačkog sustava, a ne neke od današnjih privlačnih značajki.
2 Potražite vanjske inovacije
Ako inženjeri dizajniraju sustave koji se s vremenom mogu razvijati kako bi održali korak s digitalnom transformacijom, smanjujući održavanje i preradu, to može impresionirati krajnje korisnike, koji će zapamtiti da tehnologija koja određuje budućnost često dolazi izvan industrije .
3. Budite otvorenog uma
Bitka za tržišni udio vlasničke tehnologije ometa inovacije, dok podrška otvorenim standardima otvara mogućnosti za sve. Povezivost je jedan od ciljnih mjernih podataka industrije 4.0, a kako se povezivost povećava, inženjeri moraju ulagati u tehnologije koje stvaraju mogućnosti za suradnju različitih sustava.