U odnosu na prvobitnu misiju programljivog kontrolora logike (PLC), kontrolor automatiziranja ima daleko više funkcija od zamjene releja. Kontrolor može integrisati logiku, kretanje, robotiku i komunicirati sa drugim mašinama i sistemima upravljanja. Performanse mogu biti u rasponu od jednostavnih uređaja do višekornih procesora.
Razlika između tradicionalnog PLC-a, programirajućeg kontrolora automatizacije (PAC) i industrijskog kontrolnog računara (IPC) uglavnom je povezana sa procesorskom snagom i performansama, ali granice između njih se postepeno mute. Zbog poštovanja Međunarodne elektro tehničke komisije (IEC) 61131-3 programske specifikacije, kontrolni softver je postigao određeni stepen standardizacije. Moćni operativni sistem u realnom vremenu koji radi u pozadini izbjegava zavisnost od Microsoft Windows operativnog sistema. Stoga termin "IPC-based control" može biti precizniji ako je promijenjen u "Intel-based ili AMD-based" i može odražavati moćne mainstream procesore koji se koriste.
Budući da trenutni kontrolori automatizacije mogu raditi više stvari osim logičke obrade, PLC može bitizaduženi termin. Pošto su svi kontrolori automata programibilni, "P" u PAC-u takođe izgleda suvišno. Kontroler je u osnovi računar koji može pokrenuti više operativnih sistema (u realnom vremenu, Microsoft Windows i Linux) na istom procesoru. IPC se može koristiti za kontrolu, prikupljanje podataka i nove zadatke koji se stalno pojavljuju, kao što je edge computing.
Vrijeme odziva tradicionalne PLCI/O komunikacije ovisi o performansama mreže, utrnuloer od nodes, komunikacijski volumen, CPU performanse i CPU teret; upotreba strožih integracija i otvorenog IEC61131 dizajna tehnologije , centraliziranog upravljanja softverom i decentraliziranog izvođenja programa mogu poboljšati performanse .
Razmatranja funkcije kontrolera
U istom softverskom okruženju i istom programu, trčanje na istom procesoru i koordinacija funkcija svih mašina postaje popularan trend. To zahtijeva sinkronizaciju mašinskih funkcija i korištenje modularni kod strukture kako bi organizirani i kohezivni pristup bio moguć. Ipak, nekim područjima nije potrebna toliko integrisana kontrola, kao što su jednostavne aplikacije, ne postoji plan proširenja. Zahtjevi složenosti i performansi aplikacije određuju specifikacije kontrolora. Postoji mnogo faktora koje treba razmotriti pri odabiru kontrolora. U zavisnosti od prijave, možda ćete morati razmotriti sljedeća razmatranja.
Logika
Osnovna potražnja za kontrolom logike je razlog zašto i dalje zovemo kontrolere automata PLC. PLC open je organizacija odgovorna za održavanje i proširenje opsega IEC61131-3 programnog standarda, te upravljanje velikom količinom znanja, obuke i biblioteka. Aktivnosti organizacije idu daleko izvan opsega logičke kontrole, uključujući sport, sigurnost, OPC unified architecture (UA), XML itd.
Više-osno kretanje
Prema različitim zahtjevima kao što su kompleksnost aplikacija i sinhronizacija pokreta, kontrolor automatizacije može kontrolirati desetke ili čak stotine sekira kretanja. Sa razvojem Moore's Law i industrijskih standarda, nezavisni kontrolori kretanja ili roboti sa posvećenim mrežama kretanja više nisu potrebni.
Cyber sigurnost
U Sjevernoj Americi, teško ožičena mrežna sigurnost je još uvijek prvi izbor. Sigurnosno postrojenje mreže i oprema koja upravlja mašinom rade na istoj mreži, za koju je dokazano da je efikasna kontrolna funkcija. Realizacija mrežne sigurnosti može se realizirati od suvišnog jezgra na kontrolnom procesoru, do odvojenog kontrolora sigurnosti, a zatim do sigurnosnog ulaza/izlaza (I/O) u malom sistemu. Kibersigurnost se također proteže i na funkcije sportske sigurnosti i robota, što omogućava mašinama da rade u sigurnom načinu rada umjesto da se isključe direktno, što može pružiti izvrsnu radnu efikasnost.
Integracija robota
Isti kontrolor za automatiku može integrisati više Delta robota, SCARA robota, artikulisanih i gantry robota, te druge mašinske funkcije. Osim toga, moguće je izvršiti funkcije kretanja u IEC61131-3 kompatibilnom okruženju. Zbog ugrađenog algoritma snopa do načina montaže, posvećeni robot kontroler može nastaviti pružati vrijedne funkcije.
Praćenje mašina
Praćenje uslova rada mašina je ključni dio predviđanja rasporeda održavanja i smanjenja neplaniranih prekida rada. Kontrolor se može kombinirati sa raznim postojećim senzorima (kao što su temperaturne sonde i akcelerometra) za praćenje stvarne situacije. Prije nego što se dogodi katastrofalan neuspjeh, praćenje mašina također pomaže u otkrivanju anomalija. Energetsko praćenje se može primijeniti i na korištenje komprimovanog zraka, korištenje prirodnog plina u grijačima i sušilicama, te korištenje vode u procesu.
Obrada podataka
Kontrolor automatike može biti mreža, OPCUA server i klijent. Oni imaju funkciju prikupljanja podataka Industrijskog interneta stvari (IIoT) i mogu dobiti upute od oblaka ili terminala kako bi optimizirali proces. Kontrolori automatike obično šalju podatke u sistem za izvođenje proizvodnje (MES), planiranje resursa preduzeća (ERP), ukupnu efikasnost opreme (OEE), modul pouzdane platforme (TPM) i softver za upravljanje životnim ciklusom proizvoda (PLM). U IIoT okruženju, također je vrlo važno primiti korisne podatke analize.
Automatska konfiguracija
Prethodno je zamjena novih komponenti (kao što su diskovi) morala ručno odrediti i učitati ispravnu verziju firmvera za uređaj. Kontrolor automata može automatski pročitati opremu i podsjetiti tehničara da napravi neophodna podešavanja bez ručne intervencije.
Komunikacijska sposobnost
Danas, čak i low-cost kontroleri imaju jedan ili više Ethernet komunikacijskih portova za komunikaciju sa HMI, sistemima upravljanja, programiranje, i drugim ne-time-kritičnim zadacima. Za kontrolora je već vrlo često podržavati određenu vrstu industrijskog Ethernet protokola, kao što su EtherNet/IP, EtherCAT, Powerlink, Profinet itd., kako bi se formirala deterministička mreža. Nažalost, trenutno ne postoji univerzalno priznati industrijski Ethernet standard koji može pružiti brze, determinističke komunikacije pogodan za kontrolu mašina. Međutim, razvoj Time Sensitive Networks (TSN) donio je velika očekivanja. TSN će, zajedno sa OPCUA i OPCUA Pub-Subom (Pub-Sub), donijeti više sigurnost U IEEE802 seriju Ethernet standarda. Industrijski Internet Savez je za to postavio probni krevet, a mnogi dobavljači industrijske automatizovanosti su učestvovali u njemu kako bi dokazali izvodljivosti TSN-a u komunikaciji mašina-mašina.TSN je veoma važan, uglavnom zato što je za rad IIoT-a potrebno realiziti ioperabilnost komunikacije između različitih kontrolnih platformi u fabrici, preduzeću, i na oblaku. Ako je potreban serijski interfejs, treba ga posebno definirati, jer se trenutno manje koristi serijska komunikacija.
Obrazac za instalaciju
Slijede 3 najčešće vrste instalacije kontrolera za automatiziranje.
1) IP20, instalacija kabineta: Ovo je uobičajeno korišteni oblik instalacije za tradicionalne PLC-ove. Postoji zasebna HMI, obično koristeći integral, backplane/rail instalaciju I/O ili daljinsku instalaciju I/O modula.
2) IP65/67/69K sealing, base or front panel installation: This form integrates HMI and controller, and adopts rocker type installation, which can give full play to the ergonomic advantages of the device, so it has become more and more popular. Pored kontrole, ovaj obrazac može da integriše i PC funkcije kako bi se pokrenule razne Microsoft Windows aplikacije, kao što je HMI, iako trend HMI-a zasnovanog na Webu postaje sve očigledniji. U usporedbi sa sličnim kontrolerima, bazni upravljači su često skuplji od panelno montirane, zahtijevaju bafle od nehrađujućeg čelika, i više zahtjeve za zatiranje.
3) IP20, kabinet tipa industrijski računar, sa nezavisnim HMI: Baš kao i integrisani oblik, ovaj obrazac se može koristiti i kao kontrolor sa operativnim sistemom u realnom vremenu, raznim računarskim operativnim sistemima i mrežnim uslugama. Kontrolor može biti nezavisan, a industrijski računar je posvećen nekontrolskim zadacima kao što su rub, magla ili računalo u oblaku. Istorijske biblioteke, serializacija i vizuelna inspekcija su također uobičajene aplikacije. Napredni dobavljači automatizacija mogu korisnicima pružiti niz PLC proizvoda koji zahvaćuju različite potrebe, na primjer, od mikro PLC-ova sa fiksnim I/O, do PLC-ova srednjeg dometa, do modularnih PLC sistema koji mogu podnijeti hiljade I/Os.
Skalaability
Iako je okruženje za razvoj softvera obično povezano sa hardverom (ultra-malim, mikro, srednjim i velikim PLC-ovima), moguće je raditi i u hardversko-nezavisnom razvojnom okruženju. To znači da se projekat može prvo programirati, a zatim se kontrolni hardver može izabrati ili promijeniti. Ova fleksibilnost se može proširiti na tipove motora i pogona. Low-end stepper ili inverter mogu dijeliti isti program sa high-end servom. Kada je serija uređaja osmišljena tako da omogućavaju reiskovanje ključnih softverskih elemenata, zahtjevi skalaljivosti su posebno kritični.
Performanse CPU-a
Postoji mnogo tipova od low-end do multi-core procesora koje treba birati, ali će se njihove performanse međusobno preklapati. Stoga se preporučuje saradnja sa tehničkom podrškom i prodajnim inženjerskom ekipom dobavljača tehnologije kako bi izabrali najbolje troškovno efikasno rješenje za očekivane zahtjeve za prijavu, jer bolje znaju svoje proizvode.Idealno, procesor bi trebao biti proširiv tako da upravljački softver može biti kompatibilan sa svim proizvodima na liniji proizvoda kontrolora. Dobavljači automatizacione tehnologije će pripremiti dovoljan inventar važnih komponenti kako bi osigurali dostupnost proizvoda i pružali usluge migracije za alternative.Osim toga, potrebno je utvrditi je li potreban tihi rad, te očekivana temperatura okoline za instalaciju kontrolora. Ostale opcije hlađenja uključuju ventilatore, klima uređaje, radijatore i hlađenje vode.
Ram
Memorija sa čvrstim stanjem je postala vrlo popularna u kontrolorima za automatiziranje, izmjenjivim medijumima (kao što su C-Fast kartice), te trajno instaliranim aplikacijama koje su više osjetljive na troškove. Prednost izmjenjive memorije je u tome što se može lako zamijeniti, zgodno je napraviti i pohraniti rezervne kopije, a lako je proširiti kapacitet memorije.
Međutim, morate biti oprezni kada koristite industrijske memorijske kartice i uveriti se da mediji ispunjavaju specifikacije koje zahteva aplikacija. Različiti tipovi skladištenja imaju različite životne dobe, što zavisi od ciklusa čitati i pisati. Ovo je također tema o kojoj treba razgovarati sa dobavljačima automata.