PLC-ji so nastali kot produkt dobe Industrial 3.0. Tehnologija je v več kot petih desetletjih razvoja nenehno posodabljala inovacije, paleta izdelkov pa se je nenehno širila. Kot sistemi industrijske proizvodnje, ki nadzorujejo možgane, so PLC-ji nadomestili releje, ki so se prej uporabljali za nadzor -močnejše opreme. Ta prehod je prihranil proizvodni prostor, zmanjšal porabo energije in zmanjšal delovno obremenitev inženirjev pri vzdrževanju opreme.
Trenutno, ko industrijska proizvodnja prehaja v industrijo 4.0, se morajo proizvodna podjetja preoblikovati in nadgraditi. To ne vključuje samo izboljšanja ravni avtomatizacije proizvodne opreme, temveč tudi integracijo internetne tehnologije z industrijskimi nadzornimi sistemi. Z izkoriščanjem podatkov o potrošnikih je mogoče optimizirati upravljanje dobavne verige in racionalizirati načrtovanje tovarniške proizvodnje. Posledično ima v industrijski avtomatizaciji PLC, ki služi kot "možgani", ključno vlogo v tem novem valu industrijske transformacije.
Današnji PLC-ji niso več tradicionalni PLC-ji
Preprosto povedano, PLC je računalnik, namenjen industrijskemu nadzoru. Uporablja programabilni pomnilnik za shranjevanje navodil, izvajanje logičnih, zaporednih, časovnih in računalniških funkcij. Prek analognih ali digitalnih V/I modulov krmili različne mehanske proizvodne procese. CPE služi kot možgani PLC-ja, ki izvajajo uporabniške programe, medtem ko združujejo, analizirajo in obdelujejo informacije, zbrane iz drugih modulov.
Pametne tovarne imajo celovito zaznavanje, optimizirano-sprejemanje odločitev in natančno izvedbo, kar omogoča avtonomno upravljanje podjetij in proizvodnih operacij. Za doseganje pametne proizvodnje so potrebni večnamenski, visoko{2}}zmogljivi industrijski krmilniki. V preteklih industrijskih okoljih je lahko en kos opreme, procesni segment ali proizvodna linija zahteval več krmilnikov-na primer platformo industrijskega robota, ki uporablja robotski krmilnik + PLC, ali prilagodljivo obdelovalno enoto, ki uporablja CNC + PLC. Prihodnje pametne tovarne potrebujejo ene "možgane" za nadzor vseh enot.
Wei Rong Xiao, predsednik B&R Greater China, je v spletnem predavanju izjavil, da današnji PLC-ji niso več tradicionalni PLC-ji. Poudaril je, da tradicionalni PLC-ji izvajajo več nalog zaporedoma in ponavljajo cikel. Nasprotno pa B&R-jeva nova generacija PLC-jev, ki temelji na več nalogah znotraj enega projekta, razdeli sistem na več ravni nalog. Vsaka naloga ustreza ciklu, pri čemer so stopnje prioritete nastavljene glede na trajanje cikla.
To dokazuje, da novi PLC-ji ne izvajajo zgolj preprostih logičnih nalog, ampak so sposobni obvladovati bolj zapletene procese na proizvodnih linijah. V izrednih razmerah večopravilne zmogljivosti nove generacije PLC-jev preprečujejo potrebo po obdelavi prekinitev, za razliko od tradicionalnih PLC-jev. Z drugimi besedami, današnji industrijski proizvodni sistemi zahtevajo visoko inteligenten PLC kot svoje "možgane".
Strokovnjaki iz industrije tudi ugotavljajo, da so sodobni-sistemi PLC velikega obsega sami po sebi porazdeljeni računalniški sistemi, ki temeljijo na vodilih in lokalnih omrežjih. Uporaba tehnologij, ki podpirajo porazdeljeno računalništvo-v oblaku, za industrijski nadzor bo spremenila sistemsko arhitekturo, tehnične okvire, oblike izdelkov in metode uporabe. Ker proizvodnja prehaja v smeri inteligentne proizvodnje, številne raziskovalne teme ostajajo na področju PLC.
Kakšen PLC izpolnjuje zahteve industrije 4.0?
V ozadju industrije 4.0 se tovarniška omrežja razvijajo iz zaprtih lokalnih omrežij v medsebojno povezane sisteme z zunanjimi entitetami. Posledično se mora prilagoditi tudi komunikacijski model za PLC-je. Komunikacijski sistemi PLC lahko tvorijo bolj zapletena nadzorna omrežja z uporabo protokolov, kot so Profinet, CC-Link ali DeviceNet. Vendar pa mnogi PLC-ji ostajajo nezdružljivi s bralniki črtne kode, čitalniki RFID, senzorji in industrijskimi kamerami, ki so potrebni v pametnih tovarnah. Pametna proizvodnja je odvisna od pridobivanja podatkov. Tovarniški podatki-vključno z upravljanjem materiala in spremljanjem opreme-se morajo integrirati v sisteme MES, da zagotovijo robustne temelje strojne opreme za celovito digitalizacijo proizvodnje, logistike, skladiščenja in upravljanja trženja.
To razkriva velike izzive pri razvoju PLC-ja, skladnega z Industrijo 4.0, ki čaka na rešitev strokovnjakov za raziskave in razvoj.
Prvič, obravnavati mora ogromne količine proizvodnih podatkov in vse bolj zapletene algoritme. Pri pametni proizvodnji morajo PLC neizogibno shranjevati večje količine proizvodnih podatkov. Po eni strani povpraševanje potrošnikov po personalizaciji in kakovosti izdelkov narašča, kar zahteva, da tovarne izboljšajo proizvodne tehnike in hkrati zmanjšajo proizvodne stroške. Posledično mora osnovni nadzorni sistem obdelati ogromne količine proizvodnih podatkov in logičnih odnosov. Po drugi strani pa ravnanje s takimi podatki postavlja višje zahteve za algoritme, ki stojijo za strojno opremo PLC. Razvoj robustnih algoritmov sam po sebi vključuje precejšnje tehnične ovire.
Drugič, ključnega pomena je enostavnost podpore oblikovanju programske opreme za programiranje. Ker pričakovanja potrošnikov glede izdelkov naraščajo, se kompleksnost tovarniške proizvodnje neizogibno povečuje. PLC-ji morajo zdaj izvajati funkcije, kot so nadzor PID, omrežna komunikacija, visoko-hitrostni izračuni, nadzor položaja, beleženje podatkov in prikaz besedila. To pomeni, da se težave pri programiranju nenehno stopnjujejo. Poleg tega se programski jeziki PLC razlikujejo med različnimi znamkami na trgu, kar od inženirjev zahteva, da obvladajo več jezikov. Z vidika nabave končnega-uporabnika resnično praktičen izdelek PLC omogoča inženirjem, da se enkrat naučijo in svoje veščine uporabijo univerzalno. To zmanjšuje stroške podjetja pri usposabljanju osebja, tehničnem svetovanju, odpravljanju napak v sistemu in vzdrževanju programske opreme.
Tretjič, razumevanje operativnih navad inženirjev v specifičnih scenarijih nadaljnjih aplikacij. Pri uporabi PLC-jev se uporabniki srečujejo z razlikami med tako-japonskimi in nemškimi sistemi, od katerih ima vsak svoje prednosti pri programiranju programske opreme. Ker PLC-ji integrirajo programsko in strojno opremo, so za različne scenarije uporabe potrebne ustrezne prilagoditve programske opreme. Poleg tega različni scenariji povzročajo različne delovne navade med inženirji. Nasprotno pa morajo dobavitelji PLC-jev prilagoditi generično programsko opremo PLC-jev za obravnavanje teh-specifičnih operativnih preferenc industrije. Ne glede na sektor programiranje programske opreme za PLC-je v sodobnih proizvodnih okoljih vedno bolj daje prednost preprostosti in enostavnosti delovanja.
Konkurenčna pokrajina kitajskega trga PLC
Kot največje svetovno proizvodno središče se Kitajska seveda ponaša z veliko uporabo PLC-jev. Na domačem trgu PLC prevladujejo evropske, ameriške in japonske znamke.
Med evropskimi in ameriškimi znamkami prednjačijo Siemens, Rockwell in Schneider. Siemens se odlikuje po izdelkih majhnega, srednjega in velikega obsega,-ki se je uveljavil kot primarni dobavitelj na kitajskem trgu PLC s 40,7-odstotnim tržnim deležem samo v letu 2016. Rockwell ohranja vodilni položaj v segmentu velikih PLC z 10,1-odstotnim tržnim deležem. Schneider, kot-dolgo uveljavljen dobavitelj PLC-jev, dosledno ohranja približno 9-odstotni tržni delež. Med japonskimi znamkami izstopata Mitsubishi in Omron. Z izkoriščanjem razmerja med-stroškovno uspešnostjo in prednosti tržnih kanalov ohranjajo visoko raven konkurenčnosti na domačem trgu.
Poleg tega je tajvanska-delta s svojo visoko cenovno-prednostjo zmogljivosti globoko prodrla na trg OEM. Z vztrajnim iskanjem integriranih rešitev, ki združujejo PLC-je s frekvenčnimi pogoni in servo pogoni, je Delta ohranila hitro rast prodaje na trgu.
Kar zadeva domače PLC-je, njihov razvoj traja skoraj 40 let. To zgodovino lahko na splošno razdelimo na tri faze: obdobje uvedbe od 1980-ih do 1990-ih, ko so bili vsi PLC-ji na trgu čezmorske znamke; začetna-faza za domača podjetja za industrijsko krmiljenje od 1990 do 2000, ko so se začele pojavljati domače blagovne znamke PLC; in razvojna faza za domače PLC blagovne znamke po letu 2000.
Domače blagovne znamke so začele z majhnimi PLC-ji, ki imajo nižje tehnične ovire, in so izkoristile njihove lokalne prednosti za doseganje hitre rasti. V zadnjih letih so močno prodrli na-trg srednje velikih PLC-jev.
Zaključek
PLC-ji so nepogrešljivi sestavni deli tovarniške avtomatizacije in nadzora industrijskih procesov. V dobi pametne proizvodnje so povečane zahteve glede zmogljivosti PLC-ja neizogibne, kar zahteva temeljno prenovo, ki vključuje nadzor visoke-zmogljivosti, interoperabilnost, varno komunikacijo, delovanje med{-platformami in-primernost za prihodnost. S tržnega vidika se PLC-ji soočajo s kanalskimi ovirami. Trg za en izdelek PLC podjetij za industrijsko avtomatizacijo ima običajno nevidno zgornjo mejo. Če za primer vzamemo tuje vrhunske-blagovne znamke: najprej izkoristite njihove lastne prednosti, da prepoznate primerne vstopne točke; drugič, po pridobitvi prepoznavnosti strank postopoma okrepiti raziskave in razvoj proizvodov industrijske verige, s preoblikovanjem iz enega samega dobavitelja v ponudnika rešitev; končno, izkoristite tehnološko kopičenje in prednosti blagovne znamke, da postanete celovit dobavitelj, ki zajema srednje-do-visoke-trge.