Salīdzinot ar programmējamā loģiskā kontrollera (PLC) sākotnējo uzdevumu, automatizācijas kontrolierim ir daudz vairāk funkciju nekā releja nomaiņai. Tagad kontrolieris var integrēt loģiku, kustību, robotiku un sazināties ar citām mašīnām un vadības sistēmām. Veiktspēja var būt no vienkāršām ierīcēm līdz daudzkodolu procesoriem.
Atšķirība starp tradicionālo PLC, programmējamo automatizācijas kontrolieri (PAC) un rūpnieciskās vadības datoru (IPC) galvenokārt ir saistīta ar apstrādes jaudu un veiktspēju, taču robežas starp tām pamazām izplūst. Sakarā ar atbilstību Starptautiskās elektrotehniskās komisijas (IEC) 61131-3 programmēšanas specifikācijai, vadības programmatūra ir sasniegusi noteiktu standartizācijas pakāpi. Spēcīgā reālā laika operētājsistēma, kas darbojas fonā, ļauj izvairīties no atkarības no Microsoft Windows operētājsistēmas. Tāpēc termins" IPC balstīta vadība&var būt precīzāks, ja tas tiek mainīts uz" Intel vai AMD bāzes" un var atspoguļot izmantotos jaudīgos procesorus.
Tā kā pašreizējie automatizācijas kontrolieri var veikt vairāk lietu, izņemot loģisko apstrādi, PLC var būtnovecojis termins. Tā kā visi automatizācijas kontrolieri ir programmējami,&arī PAC šķiet lieks. Kontrolieris būtībā ir dators, kas vienā un tajā pašā procesorā var darbināt vairākas operētājsistēmas (reāllaika, Microsoft Windows un Linux). IPC var izmantot kontrolei, datu vākšanai un jauniem uzdevumiem, kas pastāvīgi rodas, piemēram, malu skaitļošanai.
Tradicionālās PLCI / O komunikācijas reakcijas laiks ir atkarīgs no tīkla veiktspējas, nejutīgsmezglu eru, sakaru apjomu, CPU veiktspēju un CPU slodzi; stingrākas integrācijas un atvērtās IEC61131 tehnoloģijas izstrādes, centralizētas programmatūras pārvaldības un decentralizētas programmas izpildes izmantošana var uzlabot veiktspēju.
Kontroliera funkcijas apsvērumi
Tajā pašā programmatūras vidē un tajā pašā programmā darbības par vienu procesoru un visu mašīnu funkciju koordinēšana kļūst par populāru tendenci. Tam nepieciešama mašīnas funkciju sinhronizācija un moduļu koda struktūras izmantošana, lai padarītu iespējamu organizētu un saliedētu pieeju. Neskatoties uz to, dažās jomās nav nepieciešama tik daudz integrētas vadības, piemēram, vienkāršas lietojumprogrammas, nav arī paplašināšanas plāna. Lietotnes sarežģītība un veiktspējas prasības nosaka kontroliera specifikācijas. Izvēloties kontrolieri, jāņem vērā daudzi faktori. Atkarībā no lietojumprogrammas, iespējams, būs jāapsver šādi apsvērumi.
Loģika
Galvenais pieprasījums pēc loģiskās vadības ir iemesls, kāpēc mēs turpinām zvanīt automatizācijas kontrolieriem PLC. PLC open ir organizācija, kas atbild par IEC61131-3 programmēšanas standarta darbības jomas uzturēšanu un paplašināšanu, kā arī liela apjoma zināšanu, apmācības un bibliotēku pārvaldību. Organizācijas' darbības pārsniedz loģiskās kontroles darbības jomu, tostarp sports, drošība, OPC vienotā arhitektūra (UA), XML utt.
Vairāku asu kustība
Saskaņā ar dažādām prasībām, piemēram, lietojumprogrammu sarežģītību un kustību sinhronizāciju, automatizācijas kontrolieris var kontrolēt desmitiem vai pat simtiem kustības asu. Attīstoties Mūra' likumiem un nozares standartiem, vairs nav nepieciešami neatkarīgi kustības vai robotu kontrolieri ar īpašiem kustības tīkliem.
Kiberdrošība
Ziemeļamerikā vadu tīkla drošība joprojām ir pirmā izvēle. Tīkla drošības iekārta un iekārta, kas kontrolē mašīnu, darbojas tajā pašā tīklā, kas ir izrādījusies efektīva vadības funkcija. Tīkla drošības realizāciju var veikt no vadības procesora liekā kodola, līdz atsevišķam drošības kontrolierim un pēc tam līdz drošības ieejai / izejai (I / O) mazajā sistēmā. Kiberdrošība attiecas arī uz sporta drošību un robotu funkcijām, ļaujot mašīnām darboties drošā režīmā, nevis tieši izslēgt, kas var nodrošināt lielisku darba efektivitāti.
Robotu integrācija
Tas pats automatizācijas kontrolieris var integrēt vairākus Delta robotus, SCARA robotus, šarnīru un portālu robotus un citas mašīnas funkcijas. Turklāt ir iespējams veikt kustības funkcijas ar IEC61131-3 saderīgā vidē. Sakarā ar iebūvēto sakraušanas algoritmu montāžas režīmā, īpašais robotu kontrolieris var turpināt nodrošināt vērtīgas funkcijas.
Mašīnas uzraudzība
Mašīnu darbības apstākļu uzraudzība ir galvenā sastāvdaļa, lai prognozētu apkopes grafikus un samazinātu neplānotu dīkstāvi. Regulatoru var kombinēt ar dažādiem esošiem sensoriem (piemēram, temperatūras zondēm un akselerometriem), lai uzraudzītu faktisko situāciju. Pirms notiek katastrofāla kļūme, arī mašīnu uzraudzība palīdz atklāt anomālijas. Enerģijas monitoringu var attiecināt arī uz saspiesta gaisa izmantošanu, dabasgāzes izmantošanu sildītājos un žāvētājos un ūdens izmantošanu procesā.
Datu apstrāde
Automatizācijas kontrolieris var būt tīkls, OPCUA serveris un klients. Viņiem ir rūpnieciskā lietu interneta (IIoT) datu vākšanas funkcija, un viņi var saņemt norādījumus no mākoņa vai termināla, lai optimizētu procesu. Automatizācijas kontrolieri parasti nosūta datus ražošanas izpildes sistēmai (MES), uzņēmuma resursu plānošanai (ERP), vispārējai aprīkojuma efektivitātei (OEE), uzticamas platformas modulim (TPM) un produkta dzīves cikla pārvaldības (PLM) programmatūrai. IIoT vidē ir arī ļoti svarīgi saņemt noderīgus analīzes datus.
Automātiska konfigurācija
Iepriekš, nomainot jaunus komponentus (piemēram, diskus), bija manuāli jānosaka un jāielādē ierīces pareizā programmaparatūras versija. Tagad automatizācijas kontrolieris var automātiski nolasīt aprīkojumu un atgādināt tehniķim veikt nepieciešamos pielāgojumus bez manuālas iejaukšanās.
Komunikācijas spējas
Mūsdienās pat zemu izmaksu kontrolieriem ir viens vai vairāki Ethernet sakaru porti, lai sazinātos ar HMI, vadības sistēmām, programmēšanu un citiem ar laiku nesaistītiem uzdevumiem. Kontrolierim jau ir ļoti izplatīts atbalsts noteikta veida rūpnieciskajam Ethernet protokolam, piemēram, EtherNet / IP, EtherCAT, Powerlink, Profinet utt., Lai izveidotu deterministisku tīklu. Diemžēl pašlaik nav vispāratzīta rūpnieciskā Ethernet standarta, kas varētu nodrošināt ātrdarbīgu, deterministisku komunikāciju, kas piemērota mašīnu kontrolei. Tomēr laika jūtīgo tīklu (TSN) attīstība ir sagādājusi lielas cerības. TSN kopā ar OPCUA un OPCUA Pub-Sub (Pub-Sub) radīs lielāku noteiktību IEEE802 Ethernet standartu sērijā. Rūpnieciskā interneta alianse tam ir izveidojusi testa gultu, un tajā ir piedalījušies daudzi rūpniecības automatizācijas piegādātāji, lai pierādītu TSN iespējamību komunikācijā starp mašīnām.TSN ir ļoti svarīgs galvenokārt tāpēc, ka, lai IIoT darbotos, ir jāapzinās sakaru savietojamība starp dažādām vadības platformām rūpnīcā, uzņēmumā un uz mākoņa. Ja nepieciešama sērijveida saskarne, tā ir īpaši jādefinē, jo seriālā komunikācija pašlaik tiek izmantota mazāk.
Instalācijas forma
Šie ir 3 visbiežāk sastopamie automatizācijas kontrolieru instalēšanas veidi.
1) IP20, skapja uzstādīšana: Šī ir parasti izmantota uzstādīšanas forma tradicionālajiem PLC. Ir atsevišķs HMI, parasti izmantojot integrētu, aizmugures / sliežu instalācijas I / O vai attālinātas instalācijas I / O moduļus.
2) IP65 / 67 / 69K blīvējums, pamatnes vai priekšējā paneļa uzstādīšana: Šī veidlapa integrē HMI un kontrolieri un pieņem šūpoles tipa uzstādīšanu, kas var pilnībā atskaņot ierīces ergonomiskās priekšrocības, tāpēc tā ir kļuvusi arvien populārāka. Papildus kontrolei šī veidlapa var arī integrēt datora funkcijas, lai palaistu dažādas Microsoft Windows lietojumprogrammas, piemēram, HMI, lai gan tīmekļa HMI tendence kļūst arvien acīmredzamāka. Salīdzinot ar līdzīgiem kontrolieriem, uz pamatnes uzstādītie kontrolieri bieži ir dārgāki nekā paneļos piestiprināti, tiem nepieciešamas nerūsējošā tērauda deflektores un augstākas blīvēšanas prasības.
3) IP20, korpusa tipa rūpnieciskais dators ar neatkarīgu HMI: Tāpat kā integrētu veidlapu, šo veidlapu var izmantot arī kā kontrolieri ar reāllaika operētājsistēmu, dažādām datoru operētājsistēmām un tīkla pakalpojumiem. Kontrolieris var būt neatkarīgs, un rūpnieciskais dators ir paredzēts tādiem nekontrolējamiem uzdevumiem kā mala, migla vai mākoņdatošana. Vēstures bibliotēkas, sērijveidošana un vizuālā pārbaude ir arī izplatītas lietojumprogrammas. Uzlabotie automatizācijas piegādātāji var lietotājiem piedāvāt virkni PLC produktu, kas atbilst dažādām vajadzībām, piemēram, no mikro PLC ar fiksētu I / O, līdz vidēja diapazona PLC līdz moduļu PLC sistēmas, kas spēj apstrādāt tūkstošiem I / Os.
Mērogojamība
Lai gan programmatūras izstrādes vide parasti ir saistīta ar aparatūru (īpaši maziem, mikro, vidējiem un lieliem PLC), ir iespējams strādāt arī no aparatūras neatkarīgā izstrādes vidē. Tas nozīmē, ka vispirms var ieprogrammēt projektu un pēc tam izvēlēties vai mainīt vadības aparatūru. Šo elastību var attiecināt arī uz motoru un piedziņu. Zemākās klases steperis vai invertors var koplietot to pašu programmu ar augstākās klases servo. Ja ierīču sērija ir paredzēta, lai varētu atkārtoti izmantot galvenos programmatūras elementus, mērogojamības prasības ir īpaši kritiskas.
Procesora veiktspēja
Ir daudz veidu, sākot no zemas klases procesoriem līdz daudzkodolu procesoriem, taču to veiktspēja pārklāsies viens ar otru. Tāpēc ieteicams sadarboties ar tehnoloģiju nodrošinātāja tehniskā atbalsta un pārdošanas inženieru komandu, lai izvēlētos labāko rentablāko risinājumu gaidāmajām lietojuma prasībām, jo viņi labāk pārzina savus produktus.Ideālā gadījumā procesoram jābūt paplašināmam, lai vadības programmatūra varētu būt saderīga ar visiem kontroliera produktu līnijas produktiem. Automatizācijas tehnoloģiju piegādātāji sagatavos pietiekamu svarīgu komponentu sarakstu, lai nodrošinātu produktu pieejamību un sniegtu migrācijas pakalpojumus alternatīvām.Turklāt, lai uzstādītu kontrolieri, ir jānosaka, vai ir nepieciešama klusa darbība, un paredzamā apkārtējā temperatūra. Citas dzesēšanas iespējas ietver ventilatorus, gaisa kondicionierus, radiatorus un ūdens dzesēšanu.
RAM
Cietvielu atmiņa ir kļuvusi ļoti populāra automatizācijas kontrolieros, noņemamos datu nesējos (piemēram, C-Fast kartēs) un pastāvīgi instalētās lietojumprogrammās, kas ir jutīgākas pret izmaksām. Noņemamās atmiņas priekšrocība ir tā, ka to var viegli nomainīt, ir ērti izveidot un saglabāt dublējumkopijas, kā arī viegli paplašināt atmiņas ietilpību.
Tomēr, lietojot rūpnieciskās atmiņas kartes, jums jābūt piesardzīgam un jāpārliecinās, vai datu nesējs atbilst lietojumprogrammā pieprasītajām specifikācijām. Dažādiem krātuves veidiem ir atšķirīgs kalpošanas laiks, kas ir atkarīgs no lasīšanas un rakstīšanas cikla. Šī ir arī tēma, kas jāapspriež ar automatizācijas piegādātājiem.