Od uvedbe programabilnih logičnih krmilnikov (PLC) so se v industrijske aplikacije preselili številni krmilniki za avtomatizacijo, vključno s programirljivimi krmilniki za avtomatizacijo (PAC) in današnjimi robnimi programirljivimi industrijskimi krmilniki (EPIC). Uporabniki imajo več izbir glede stroškov, odtisa, gostote vhodov/izhodov (I/O), združljivosti fieldbus, komunikacij, programskih zmogljivosti in hitrosti obdelave, konkurenca med vodilnimi dobavitelji krmilnikov pa se je okrepila.
Za trg je raznolikost pogosto koristna, vendar je lahko tudi frustrirajoča za inženirje in končne uporabnike. Izbira določene nadzorne platforme je dolgoročna-naložba s povezanimi stroški, kot so pogodbe za usposabljanje in podporo. Odločevalci želijo dobiti svoj denar.
Toda preden izrazite podporo temu vprašanju, je vredno pogledati, kako se industrija razvija. Kakšne so gonilne sile za različnimi trendi rešitev za nadzor? Kako se ti trendi trenutno odvijajo? Kako lahko uporabniki vlagajo v avtomatizacijo v prihodnosti, da zagotovijo uspeh?
Evolucijski vzorci industrijskih krmilnikov
Če preučimo napredek v avtomatizaciji in nadzoru v zadnjih nekaj desetletjih, je jasno videti, kako so številne specifične tehnološke ponovitve spodbudile razvoj novih V/I in nadzornih funkcij.
Na primer, ko so bili razviti prvi V/I sistemi, so se naprave za krmiljenje in zaznavanje polja prav tako zanašale na elektromagnetne in pnevmatske komponente, ki so bile omejene s fizikalnimi lastnostmi, ki bi ogrozile njihovo dolgo življenjsko dobo. Kompaktne,-nizkonapetostne komponente, kot so polprevodniški-releji, so povzročile potrebo po več možnostih za uporabnike za integracijo V/I neposredno v svoje sisteme. To je vodilo do prvega modularnega V/I, istočasno, ko so elektronska podjetja uvedla visoko-računalniško računalništvo v mainstream. Občutljiva elektronika v teh sistemih je zahtevala zunanji V/I za interakcijo z resničnim svetom. To je bilo prvo serijsko naslovljivo V/I omaro, ki je predstavljalo alternativo V/I,-osnovanemu v PLK-jih.
Premik od namenskih,-samostojnih V/I naprav na modularne V/I do V/I vodila ponazarja koncept ponovne uporabe v industrijskem nadzoru. Krmilne platforme naslednje-generacije vključujejo vdelano V/I procesno vezje. Moduli so se razširili z 1 I/O kanala na 32 kanalov, tako da imajo zdaj I/O vgrajene v PLC-je in druge monolitne naprave. V nekaterih primerih lahko s pravilno konfiguracijo vsak V/I kanal sprejme različne vrste signalov.
Ta model prikazuje, kako se inovacije širijo po panogi: sčasoma posamezne inovacije postanejo modularne, delujejo z drugimi tehnologijami in se nato vključijo v te tehnologije kot del novega inovacijskega cikla.
Za PLC-je in PAC ta model ponuja manjše krmilnike in I/O module. Ker so funkcije matematičnih in programskih procesorjev integrirane neposredno v nadzorno ploščo in druge naprave, kot so V/I, oddajniki in omrežni prehodi, je realizirana večja računalniška moč "na kvadratni palec". Sčasoma se isti vzorec odraža v selitvi novih vgrajenih komunikacijskih vmesnikov in standardov protokola na krmilnik.
Medsebojna konvergenca različnih tehnologij
Trend med-konvergence je prepleten z integracijskim ciklom in tehnološke inovacije izven trga industrijskega nadzora si postopoma utirajo pot v krmilnike. Pogled na zgodovino V/I vodila pokaže, kako je ta trend privedel do razvoja novih funkcij krmilnika.
Od V/I serijskega vodila, razširjenih vzporednih V/I vodil in drugih rešitev, ki so mini- in mikro-računalnikom omogočile interakcijo z V/I. To je tudi navdihnilo zamisel o razvoju-samostojnih V/I komunikacijskih procesorjev, ki so ločevali V/I od računalnika in omogočali, da kateri koli računalnik s komunikacijskimi vrati komunicira z njim.
Ko so se I/O moduli in procesorji izboljšali, so zgodnji hibridni krmilniki lahko zagotavljali tudi analogno obdelavo signalov, ki je bila takrat na voljo samo v porazdeljenih krmilnih sistemih (DCS). Ker programi lestvične logike (programski jezik PLC) prvotno niso bili namenjeni obdelavi analognih podatkovnih formatov, je to privedlo do ustvarjanja novih programskih jezikov za hibridne krmilnike.
Nato so trg-začele preplavljati nizkocenovne alternative računalnikom IBM. Ker je osebni računalnik primarna nadzorna funkcija hibridnega sistema, to vzbuja pomisleke glede zanesljivosti. Za prodajalce je bilo pomembno, da so razvili industrijske-izboljšane alternative, ki so združile V/I, omrežne in programske komponente prejšnjih hibridnih rešitev v en sam sistem, ki je postal znan kot sistem PAC. PAC je uporabljal isti procesor kot osebni računalnik in je lahko zagotovil nabor funkcij, ki je zapolnil vrzel med nizko-cenovnim diskretnim nadzorom-na osnovi PLC-ja in visoko{7}}cenovno tržno nišo,-ki temelji na DCS.
Inovacije v visoko-tehnoloških podjetjih in na trgu osebnih računalnikov so odprle priložnosti za industrijski nadzor. Ta trend se začenja pospeševati skupaj z naraščajočo konvergenco med področji operacijske tehnologije (OT) in informacijske tehnologije (IT). Primer je val mobilnih rešitev, ki se je pojavil v zadnjih letih. Odraža se tudi v prizadevanju za velike podatke, analitiko v oblaku in podporo za strojno učenje, tehnologije, rojene zunaj sektorja industrijske avtomatizacije.
Krmilniki za prihodnost
Kaj nam bo prinesel krmilnik prihodnosti, ko se trend k vse globlji in globlji integraciji tehnologije, večji konvergenci med industrijami in večji povezljivosti med napravami in sistemi še naprej razvija?
Kako naj se inženirji odločijo, da ostanejo na tekočem s tehnološkimi trendi in pomagajo povečati koristi svojim organizacijam? Tu so 3 nasveti, ki bodo proizvodnim organizacijam pomagali izbrati pravo tehnologijo nadzora za doseganje svojih ciljev.
1. Osredotočite se na dizajn, ne na funkcijo
Ob razumevanju, da se bo tehnologija sčasoma še naprej izboljševala, postajala tesneje integrirana in vgrajena, je treba dati prednost naložbam v nadzorne sisteme, ki jih ni mogoče preprosto ali hitro spremeniti. Inženirji morajo poudariti arhitekturo nadzornega sistema namesto nekaterih današnjih-vpadljivih funkcij.
2. Iščite zunanje inovacije
Če inženirji oblikujejo sisteme, ki se sčasoma razvijajo in lahko sledijo digitalni transformaciji, kar posledično zmanjša vzdrževanje in predelavo, bo to navdušilo končne uporabnike, ki se bodo spomnili, da tehnologija, ki določa prihodnost, običajno prihaja zunaj industrije.
3. Bodite odprti
Medtem ko bitka za tržni delež v lastniških tehnologijah ovira inovacije, podpiranje odprtih standardov odpira neskončne možnosti za vsakogar. Povezljivost je ena od ciljnih meritev za industrijo 4.0 in ko se povezljivost povečuje, morajo inženirji vlagati v tehnologije, ki lahko ustvarijo priložnosti za skupno delovanje različnih sistemov.