Rūpnieciskie kontrolieri: pagātne, tagadne un nākotne
Kopš programmējamo loģisko kontrolleru (PLC) parādīšanās dažādi automatizācijas kontrolleri ir migrējuši uz rūpnieciskiem lietojumiem, tostarp programmējamie automatizācijas kontrolleri (PAC) un mūsdienu programmējamie rūpnieciskie kontrolleri (EPIC). Palielināta konkurence starp vadošajiem kontrolieru piegādātājiem, jo lietotājiem ir lielāka izvēle izmaksu, nospieduma, ievades/izvades (I/O) blīvuma, lauka kopnes savietojamības, sakaru, programmēšanas iespēju un apstrādes ātruma ziņā.
Tirgū daudzveidība bieži vien ir izdevīga, taču tā var arī apgrūtināt inženierus un galalietotājus. Kontroles platformas izvēle ir ilgtermiņa ieguldījums ar saistītām izmaksām, piemēram, apmācību un atbalsta līgumiem. Politikas veidotāji vēlas iegūt savu naudu par ieguldīto naudu.
Taču, pirms paužam atbalstu šim jautājumam, paskatīsimies, kā attīstās nozare. Kāds ir dažādu vadības risinājumu attīstības tendences virzītājspēks? Kā šīs tendences darbojas tagad? Kā lietotāji nākotnē ieguldīs automatizācijā, lai nodrošinātu panākumus?
Rūpniecisko kontrolieru evolūcijas režīms
Pētot progresu automatizācijas un kontroles jomā pēdējo desmitgažu laikā, var skaidri redzēt, kā dažas konkrētu tehnoloģiju iterācijas veicina jaunu I/O un vadības funkciju attīstību.
Piemēram, kad tika izstrādātas pirmās I/O sistēmas, lauka kontroles un sensoru iekārtas balstījās arī uz elektromagnētiskajiem un pneimatiskajiem komponentiem, kurus ierobežoja fizikālās īpašības, kas ietekmēja to lietderīgās lietošanas laiku. Kompakti zemsprieguma komponenti, piemēram, cietvielu releji, liek lietotājiem pieprasīt vairāk iespēju integrēt I/O tieši savās sistēmās. Tas noveda pie pirmās modulārās I/O rašanās, un tajā pašā laikā elektronikas uzņēmumi ieviesa augsto tehnoloģiju skaitļošanu galvenajā virzienā. Šo sistēmu jutīgajai elektronikai ir nepieciešama ārēja I/O, lai mijiedarbotos ar reālo pasauli. Šis ir pirmais sērijveidā adresējamais I/O statīvs, kas ir alternatīva uz plauktiem balstītai I/O PLC.
Sākot ar īpašām, neatkarīgām I/O ierīcēm un beidzot ar modulāru I/O un kopnes I/O, tas viss atspoguļo multipleksēšanas koncepciju rūpnieciskajā kontrolē. Nākamās paaudzes vadības platformās ir iekļautas iegultās I/O apstrādes shēmas. Moduļi ir paplašināti no 1 I/O kanāla līdz 32 kanāliem, un tagad I/O ir iebūvēti PLC un citās atsevišķās ierīcēs. Dažos gadījumos ar pareizu konfigurāciju katrs I/O kanāls var pieņemt dažādus signālu veidus.
Šis modelis parāda, kā inovācijas izplatās visā nozarē: laika gaitā atsevišķas inovācijas kļūst modulāras, sadarbojoties ar citām tehnoloģijām, un pēc tam tiek iestrādātas šajās tehnoloģijās, kļūstot par daļu no jauna inovāciju cikla.
PLC un PAC šis režīms nodrošina mazākus kontrollerus un I/O moduļus. Lielāka skaitļošanas jauda tiek sasniegta "uz kvadrātcollu", jo matemātikas un programmēšanas procesora funkcijas tiek integrētas tieši vadības paneļos un citās ierīcēs, piemēram, I/O, raidītājos un tīkla vārtejās. Laika gaitā tas pats modelis tiek atspoguļots jaunu iegulto sakaru saskarnes un protokolu standartu migrēšanā uz kontrolieriem.
Dažādu tehnoloģiju saplūšana
Savstarpējās integrācijas tendence ir saistīta ar integrācijas ciklu, un tehnoloģiskie jauninājumi ārpus rūpnieciskās kontroles tirgus pakāpeniski ir iekļuvuši kontrolierī. Aplūkojot kopnes I/O vēsturi, var redzēt, kā šī tendence ir novedusi pie jaunu kontroliera funkciju izstrādes.
No seriālās kopnes I/O ir paralēlas I/O kopnes un citi risinājumi, kas ļauj mini un mikrodatoriem mijiedarboties ar I/O. Tas arī iedvesmoja ideju izveidot atsevišķu I/O sakaru procesoru, kas atdala I/O no datora, ļaujot ar to mijiedarboties jebkuram datoram ar sakaru portu.
Uzlabojoties I/O moduļiem un procesoriem, agrīnie hibrīdkontrolleri nodrošināja arī analogo signālu apstrādes iespējas, kas tajā laikā bija pieejamas tikai sadalītās vadības sistēmās (DCS). Tā kā kāpņu loģikas programmu (PLC programmēšanas valodas) sākotnējais mērķis nebija apstrādāt analogo datu formātus, tas noveda pie jaunas programmēšanas valodas izveides hibrīdkontrolleriem.
Pēc tam zemu izmaksu alternatīvas IBM PC sāka pārpludināt tirgu. Tā kā dators ir hibrīdsistēmas galvenā vadības funkcija, ir radušās bažas par uzticamību. Piegādātājam bija svarīgi izstrādāt nozarē rūdītu alternatīvu, kas apvienoja agrāko hibrīda risinājumu I/O, tīkla un programmēšanas komponentus vienā sistēmā, kas vēlāk kļūtu par PAC sistēmu. PAC izmanto to pašu procesoru kā personālajā datorā, un tas var nodrošināt funkciju komplektu, kas aizpilda nišu starp zemu izmaksu, uz PLC balstītu diskrētu vadību un dārgu, uz DCS balstītu procesa vadību.
Inovācijas augsto tehnoloģiju uzņēmumos un personālo datoru tirgū ir radījušas iespējas rūpnieciskās kontroles attīstībai. Šī tendence sāk paātrināties līdz ar pieaugošo operatīvo tehnoloģiju (OT) un informācijas tehnoloģiju (IT) jomu konverģenci. Ņemiet, piemēram, mobilo risinājumu vilni, kas ir parādījies pēdējos gados. Tas atspoguļojas arī centienos atbalstīt lielos datus, mākoņa analīzi un mašīnmācīšanos, tehnoloģijas, kas dzimušas ārpus rūpnieciskās automatizācijas jomas.
Nākotnei droši kontrolieri
Turpinoties tendencei uz dziļāku tehnoloģiju integrāciju, lielāku konverģenci starp nozarēm un lielāku savienojamību starp ierīcēm un sistēmām, ko mums dos nākotnes kontrolieri?
Kā būtu jāizvēlas inženieri, lai nodrošinātu, ka viņi var sekot līdzi tehnoloģiju tendencēm un palīdzēt uzņēmumiem gūt maksimālu labumu par savu naudu? Šie 3 ieteikumi var palīdzēt ražotājiem izvēlēties pareizo vadības tehnoloģiju, lai sasniegtu savus mērķus.
1 Koncentrējieties uz dizainu, nevis uz funkcijām
Zinot, ka tehnoloģija laika gaitā uzlabosies un kļūs ciešāk integrēta un iegulta, ir jānosaka prioritāte investīcijām kontroles sistēmās, kuras nevar viegli vai ātri mainīties. Inženieriem ir jāuzsver vadības sistēmas arhitektūra, nevis dažas mūsdienu uzmanību piesaistošās funkcijas.
2. Meklējiet ārēju jauninājumu
Ja inženieri izstrādā sistēmas, kas laika gaitā var attīstīties, lai ietu kopsolī ar digitālajām transformācijām, samazinot apkopi un pārstrādi, tas var atstāt iespaidu uz galalietotājiem, kuri atcerēsies, ka tehnoloģija, kas nosaka nākotni, bieži nāk ārpus nozares .
3. Saglabājiet atvērtu prātu
Cīņa par patentētu tehnoloģiju tirgus daļu kavē inovāciju, savukārt atbalsts atvērtiem standartiem paver iespējas ikvienam. Savienojamība ir viens no 4. nozares mērķa rādītājiem.{1}}, un, palielinoties savienojamībai, inženieriem ir jāiegulda tehnoloģijās, kas rada iespējas sadarboties dažādām sistēmām.