Από την εισαγωγή των προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών (PLC), μια ποικιλία ελεγκτών αυτοματισμού έχουν μεταναστεύσει σε βιομηχανικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των προγραμματιζόμενων ελεγκτών αυτοματισμού (PAC) και των σημερινών προγραμματιζόμενων βιομηχανικών ελεγκτών αιχμής (EPIC). Οι χρήστες έχουν περισσότερες επιλογές όσον αφορά το κόστος, το αποτύπωμα, την πυκνότητα εισόδου/εξόδου (I/O), τη συμβατότητα fieldbus, τις επικοινωνίες, τις δυνατότητες προγραμματισμού και την ταχύτητα επεξεργασίας, ενώ ο ανταγωνισμός μεταξύ των κορυφαίων προμηθευτών ελεγκτών έχει ενταθεί.
Για την αγορά, η ποικιλομορφία είναι συχνά ευεργετική, αλλά μπορεί επίσης να είναι απογοητευτική για τους μηχανικούς και τους τελικούς χρήστες. Η επιλογή μιας συγκεκριμένης πλατφόρμας ελέγχου είναι μια μακροπρόθεσμη-επένδυση, με συναφή έξοδα, όπως συμβάσεις εκπαίδευσης και υποστήριξης. Οι υπεύθυνοι λήψης αποφάσεων θέλουν να πάρουν την αξία των χρημάτων τους.
Αλλά πριν εκφράσετε την υποστήριξη για το θέμα, αξίζει να ρίξετε μια ματιά στο πώς εξελίσσεται ο κλάδος. Ποιες είναι οι κινητήριες δυνάμεις πίσω από τις διαφορετικές τάσεις λύσεων ελέγχου; Πώς εξελίσσονται αυτή τη στιγμή αυτές οι τάσεις; Πώς μπορούν οι χρήστες να επενδύσουν στον αυτοματισμό στο μέλλον για να εξασφαλίσουν επιτυχία;
Εξελικτικά Μοτίβα Βιομηχανικών Ελεγκτών
Εξετάζοντας τις εξελίξεις στον αυτοματισμό και τον έλεγχο τις τελευταίες δεκαετίες, είναι σαφές πώς μια σειρά από συγκεκριμένες επαναλήψεις τεχνολογίας έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων δυνατοτήτων εισόδου/εξόδου και ελέγχου.
Για παράδειγμα, όταν αναπτύχθηκαν τα πρώτα συστήματα I/O, οι συσκευές ελέγχου πεδίου και ανίχνευσης βασίζονταν επίσης σε ηλεκτρομαγνητικά και πνευματικά εξαρτήματα που περιορίζονταν από φυσικές ιδιότητες που θα έβαζαν σε κίνδυνο τη μακροζωία τους. Τα συμπαγή,-εξαρτήματα χαμηλής τάσης, όπως τα ρελέ στερεάς-κατάστασης, οδήγησαν στην ανάγκη για περισσότερες επιλογές για τους χρήστες να ενσωματώνουν I/O απευθείας στα συστήματά τους. Αυτό οδήγησε στο πρώτο αρθρωτό I/O, την ίδια στιγμή που οι εταιρείες ηλεκτρονικών έφεραν στην επικρατούσα τάση τους υπολογιστές υψηλής-τεχνολογίας. Τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά σε αυτά τα συστήματα απαιτούσαν εξωτερικό I/O για να αλληλεπιδράσουν με τον πραγματικό κόσμο. Αυτό ήταν το πρώτο σειριακά διευθυνσιοδοτούμενο rack I/O, το οποίο ήταν μια εναλλακτική λύση για το I/O βασισμένο σε rack-στα PLC.
Η μετάβαση από αποκλειστικές, αυτόνομες συσκευές I/O σε αρθρωτές I/O σε bus I/O αποτελεί παράδειγμα της έννοιας της επαναχρησιμοποίησης στον βιομηχανικό έλεγχο. Οι πλατφόρμες ελέγχου επόμενης-γενιάς ενσωματώνουν ενσωματωμένα κυκλώματα επεξεργασίας I/O. Οι μονάδες έχουν επεκταθεί από 1 κανάλι I/O σε 32 κανάλια, για να έχουν πλέον ενσωματωμένο I/O σε PLC και άλλες μονολιθικές συσκευές. Σε ορισμένες περιπτώσεις, με τη σωστή διαμόρφωση, κάθε κανάλι I/O μπορεί να δεχτεί μια ποικιλία διαφορετικών τύπων σήματος.
Αυτό το μοντέλο δείχνει πώς η καινοτομία εξαπλώνεται σε έναν κλάδο: με την πάροδο του χρόνου, οι μεμονωμένες καινοτομίες γίνονται αρθρωτές, συνεργάζονται με άλλες τεχνολογίες και στη συνέχεια ενσωματώνονται σε αυτές τις τεχνολογίες ως μέρος ενός νέου κύκλου καινοτομίας.
Για PLC και PAC, αυτό το μοντέλο παρέχει μικρότερους ελεγκτές και μονάδες I/O. Επειδή οι λειτουργίες του επεξεργαστή μαθηματικών και προγραμματισμού ενσωματώνονται απευθείας στον πίνακα ελέγχου και σε άλλες συσκευές, όπως I/O, πομπούς και πύλες δικτύου, επιτυγχάνεται περισσότερη υπολογιστική ισχύς "ανά τετραγωνική ίντσα". Με την πάροδο του χρόνου, το ίδιο μοτίβο αντικατοπτρίζεται στη μετεγκατάσταση νέων ενσωματωμένων διεπαφών επικοινωνίας και προτύπων πρωτοκόλλου στον ελεγκτή.
Αλληλοσύγκλιση διαφορετικών τεχνολογιών
Η τάση για δια-σύγκλιση είναι συνυφασμένη με τον κύκλο ολοκλήρωσης και οι τεχνολογικές καινοτομίες εκτός της αγοράς βιομηχανικού ελέγχου εισχωρούν σταδιακά στους ελεγκτές. Μια ματιά στην ιστορία της εισόδου/εξόδου του διαύλου δείχνει πώς αυτή η τάση οδήγησε στην ανάπτυξη νέων χαρακτηριστικών ελεγκτών.
Από σειριακούς διαύλους εισόδου/εξόδου, εκτεταμένους παράλληλους διαύλους εισόδου/εξόδου και άλλες λύσεις που επέτρεπαν σε μίνι- και μικρο-υπολογιστές να αλληλεπιδρούν με το I/O. Αυτό ενέπνευσε επίσης την ιδέα ανάπτυξης ανεξάρτητων-επεξεργαστών επικοινωνίας I/O που διαχώριζαν το I/O από τον υπολογιστή και επέτρεπαν σε οποιονδήποτε υπολογιστή με θύρα επικοινωνίας να αλληλεπιδράσει μαζί του.
Καθώς οι μονάδες I/O και οι επεξεργαστές βελτιώθηκαν, οι πρώιμοι υβριδικοί ελεγκτές ήταν επίσης σε θέση να παρέχουν αναλογική επεξεργασία σήματος, η οποία εκείνη την εποχή ήταν διαθέσιμη μόνο σε κατανεμημένα συστήματα ελέγχου (DCS). Δεδομένου ότι τα προγράμματα λογικής κλίμακας (μια γλώσσα προγραμματισμού PLC) δεν προορίζονταν αρχικά για τη διαχείριση αναλογικών μορφών δεδομένων, αυτό οδήγησε στη δημιουργία νέων γλωσσών προγραμματισμού για υβριδικούς ελεγκτές.
Στη συνέχεια, εναλλακτικές λύσεις χαμηλού κόστους για τον υπολογιστή IBM άρχισαν να πλημμυρίζουν την αγορά. Δεδομένου ότι ο υπολογιστής είναι η κύρια λειτουργία ελέγχου του υβριδικού συστήματος, αυτό εγείρει ανησυχίες σχετικά με την αξιοπιστία. Ήταν σημαντικό για τους προμηθευτές να αναπτύξουν βελτιωμένες εναλλακτικές λύσεις που συνδύαζαν τα στοιχεία εισόδου/εξόδου, δικτύωσης και προγραμματισμού των προηγούμενων υβριδικών λύσεων σε ένα ενιαίο σύστημα, το οποίο έγινε γνωστό ως σύστημα PAC. Το PAC χρησιμοποιούσε τον ίδιο επεξεργαστή με τον υπολογιστή και μπορούσε να παρέχει ένα σύνολο χαρακτηριστικών που κάλυπτε το κενό μεταξύ του χαμηλού κόστους και του δίσκου PLC{6} εξειδικευμένη αγορά ελέγχου διεργασιών με υψηλό-κόστος,-με βάση το DCS.
Οι καινοτομίες σε εταιρείες υψηλής-τεχνολογίας και στην αγορά υπολογιστών έχουν ανοίξει ευκαιρίες για βιομηχανικό έλεγχο. Αυτή η τάση αρχίζει να επιταχύνεται μαζί με την αυξανόμενη σύγκλιση μεταξύ των τομέων της επιχειρησιακής τεχνολογίας (OT) και της τεχνολογίας πληροφοριών (IT). Ένα παράδειγμα είναι το κύμα λύσεων για κινητά που έχει εμφανιστεί τα τελευταία χρόνια. Αντικατοπτρίζεται επίσης στην προσπάθεια για μεγάλα δεδομένα, ανάλυση cloud και υποστήριξη μηχανικής εκμάθησης, τεχνολογίες που γεννήθηκαν εκτός του τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού.
Ελεγκτές για το Μέλλον
Καθώς η τάση για βαθύτερη και βαθύτερη ολοκλήρωση τεχνολογίας, μεγαλύτερη σύγκλιση μεταξύ των βιομηχανιών και μεγαλύτερη συνδεσιμότητα μεταξύ συσκευών και συστημάτων συνεχίζει να εξελίσσεται, τι θα μας φέρει ο ελεγκτής του μέλλοντος;
Πώς πρέπει οι μηχανικοί να κάνουν τις επιλογές τους για να διασφαλίσουν ότι παραμένουν στην κορυφή των τεχνολογικών τάσεων και συμβάλλουν στη μεγιστοποίηση των οφελών για τους οργανισμούς τους; Ακολουθούν 3 συμβουλές που θα βοηθήσουν τους κατασκευαστικούς οργανισμούς να επιλέξουν τη σωστή τεχνολογία ελέγχου για να επιτύχουν τους στόχους τους.
1. Εστιάστε στο σχεδιασμό, όχι στη λειτουργία
Κατανοώντας ότι η τεχνολογία θα συνεχίσει να βελτιώνεται με την πάροδο του χρόνου, θα ενσωματώνεται και θα ενσωματώνεται περισσότερο, είναι απαραίτητο να δοθεί προτεραιότητα στις επενδύσεις σε συστήματα ελέγχου που δεν μπορούν να αλλάξουν εύκολα ή γρήγορα. Οι μηχανικοί πρέπει να δώσουν έμφαση στην αρχιτεκτονική του συστήματος ελέγχου και όχι σε ορισμένα από τα βλέμματα-τα χαρακτηριστικά της ημέρας.
2. Αναζητήστε εξωτερικές καινοτομίες
Εάν οι μηχανικοί σχεδιάσουν συστήματα που εξελίσσονται με την πάροδο του χρόνου και μπορούν να συμβαδίζουν με τον ψηφιακό μετασχηματισμό, ο οποίος με τη σειρά του μειώνει τη συντήρηση και την επανεπεξεργασία, θα εντυπωσιάσει τους τελικούς χρήστες, οι οποίοι θα θυμούνται ότι η τεχνολογία που ορίζει το μέλλον συνήθως προέρχεται από έξω από τη βιομηχανία.
3. Κράτα ανοιχτό μυαλό
Ενώ η μάχη για μερίδιο αγοράς σε αποκλειστικές τεχνολογίες εμποδίζει την καινοτομία, η υποστήριξη ανοιχτών προτύπων ανοίγει ατελείωτες δυνατότητες για όλους. Η συνδεσιμότητα είναι μία από τις μετρήσεις-στόχους για το Industry 4.0 και καθώς αυξάνεται η συνδεσιμότητα, οι μηχανικοί πρέπει να επενδύσουν σε τεχνολογίες που μπορούν να δημιουργήσουν ευκαιρίες για διαφορετικά συστήματα να συνεργαστούν.