Порівняно з початковою місією програмованого логічного контролера (PLC), контролер автоматизації має набагато більше функцій, ніж заміна реле. Тепер контролер може інтегрувати логіку, рух, робототехніку та спілкуватися з іншими машинами та системами управління. Продуктивність може варіюватися від простих пристроїв до багатоядерних процесорів.
Різниця між традиційним PLC, програмованим контролером автоматизації (PAC) та промисловим комп'ютером управління (IPC) в основному пов'язана з обробною потужністю та продуктивністю, але межі між ними поступово стираються. Завдяки дотриманню специфікації програмування Міжнародної електротехнічної комісії (IEC) 61131-3 програмне забезпечення управління досягло певного рівня стандартизації. Потужна операційна система в режимі реального часу, що працює у фоновому режимі, дозволяє уникнути залежності від операційної системи Microsoft Windows. Тому термін" контроль на основі IPC" може бути точнішим, якщо його змінити на" на базі Intel або AMD" і може відображати потужні використовувані основні процесори.
Оскільки поточні контролери автоматизації можуть робити більше речей, крім логічної обробки, PLC може бутизастарілий термін. Оскільки всі контролери автоматизації програмовані," P" в PAC також видається зайвим. Контролер - це, в основному, комп’ютер, який може працювати на декількох операційних системах (в режимі реального часу, Microsoft Windows та Linux) на одному процесорі. IPC може використовуватися для управління, збору даних та нових завдань, які постійно виникають, таких як обчислення краю.
Час відгуку традиційного зв'язку PLCI / O залежить від продуктивності мережі, онімілакількість вузлів, обсяг зв'язку, продуктивність процесора та навантаження процесора; використання більш суворої інтеграції та відкритого дизайну технології IEC61131, централізоване управління програмним забезпеченням та децентралізоване виконання програм може підвищити продуктивність.
Міркування щодо функції контролера
В одному програмному середовищі та в одній програмі робота на одному процесорі та координація функцій усіх машин стає популярною тенденцією. Це вимагає синхронізації функцій машини та використання модульної структури коду, щоб зробити можливим організований та згуртований підхід. Тим не менше, деякі сфери не потребують настільки інтегрованого контролю, як, наприклад, прості програми, немає плану розширення. Вимоги до складності та продуктивності програми визначають технічні характеристики контролера. При виборі контролера слід враховувати багато факторів. Залежно від програми, можливо, вам доведеться врахувати наступні міркування.
Логіка
Основною вимогою до логічного управління є те, чому ми продовжуємо називати контролери автоматизації PLC. PLC open - це організація, відповідальна за підтримку та розширення сфери застосування стандарту програмування IEC61131-3, а також управління великим обсягом знань, тренінгів та бібліотек. Діяльність організації' виходить далеко за рамки логічного контролю, включаючи спорт, безпеку, уніфіковану архітектуру OPC (UA), XML тощо.
Багатовісний рух
Відповідно до різних вимог, таких як складність програми та синхронізація руху, контролер автоматизації може управляти десятками і навіть сотнями осей руху. З розвитком закону та галузевих стандартів Moore' s незалежні контролери руху або робота з виділеними мережами руху більше не потрібні.
Кібербезпека
У Північній Америці безпека дротової мережі все ще залишається першим вибором. Засоби мережевої безпеки та обладнання, яке керує машиною, працюють в одній мережі, що, як було доведено, є ефективною функцією управління. Реалізація мережевої безпеки може бути реалізована від надлишкового ядра на процесорі управління, до окремого контролера безпеки, а потім до вводу / виводу безпеки (I / O) в невеликій системі. Кібербезпека також поширюється на спортивну безпеку та функції роботів, дозволяючи машинам працювати в безпечному режимі, а не відключатись безпосередньо, що може забезпечити чудову ефективність роботи.
Інтеграція роботів
Один і той же контролер автоматизації може інтегрувати кілька роботів Delta, роботів SCARA, шарнірно-козлових роботів та інші функції машини. Крім того, можна виконувати функції руху в середовищі, сумісному з IEC61131-3. Завдяки вбудованому алгоритму укладання до режиму складання, виділений контролер робота може продовжувати надавати цінні функції.
Моніторинг машини
Моніторинг умов експлуатації машин є ключовою частиною прогнозування графіків технічного обслуговування та скорочення незапланованих простоїв. Контролер може поєднуватися з різними існуючими датчиками (такими як датчики температури та акселерометри) для відстеження фактичної ситуації. Перш ніж статися катастрофічний збій, моніторинг машини також допомагає виявити аномалії. Моніторинг енергії також може застосовуватися до використання стисненого повітря, використання природного газу в обігрівачах та сушарках та використання води в процесі.
Обробка даних
Контролером автоматизації може бути мережа, сервер OPCUA та клієнт. Вони мають функцію збору даних Індустріального Інтернету Речей (IIoT) і можуть отримувати вказівки від хмари або терміналу для оптимізації процесу. Контролери автоматизації зазвичай надсилають дані в систему виконання виробництва (MES), планування ресурсів підприємства (ERP), загальну ефективність обладнання (OEE), модуль надійної платформи (TPM) та програмне забезпечення управління життєвим циклом продукції (PLM). У середовищі IIoT також дуже важливо отримувати корисні дані аналізу.
Автоматична конфігурація
Раніше, замінюючи нові компоненти (наприклад, накопичувачі), потрібно було вручну визначати та завантажувати правильну версію мікропрограми для пристрою. Тепер контролер автоматики може автоматично зчитувати обладнання та нагадувати технічному персоналу про необхідні налаштування без ручного втручання.
Здатність до спілкування
Сьогодні навіть недорогі контролери мають один або кілька портів зв'язку Ethernet для зв'язку з HMI, системами управління, програмуванням та іншими не критичними для часу завданнями. Для контролера вже дуже часто підтримується певний тип промислових протоколів Ethernet, таких як EtherNet / IP, EtherCAT, Powerlink, Profinet тощо, з метою формування детермінованої мережі. На жаль, в даний час не існує загальновизнаного промислового стандарту Ethernet, який може забезпечувати високошвидкісні детерміновані комунікації, придатні для управління машиноюОднак розвиток чутливих до часу мереж (TSN) приніс великі сподівання. TSN, разом з OPCUA та OPCUA Pub-Sub (Pub-Sub), внесе більше впевненості у стандарти Ethernet серії IEEE802. Промисловий Інтернет-Альянс створив для нього випробувальний стенд, і багато постачальників промислової автоматизації брали участь у ньому, щоб довести можливість TSN у зв'язку між машинами.TSN дуже важливий, головним чином тому, що для роботи IIoT необхідно усвідомити взаємодію зв'язку між різними платформами управління на заводі, підприємстві та в хмарі. Якщо потрібен послідовний інтерфейс, його слід чітко визначити, оскільки послідовний зв’язок в даний час використовується менше.
Інсталяційна форма
Нижче наведено 3 найпоширеніші типи встановлення контролерів автоматизації.
1) IP20, установка в шафу: це загальновживана форма встановлення для традиційних ПЛК. Існує окремий HMI, як правило, з використанням інтегральних модулів вводу-виводу для встановлення на задній панелі / рейці або модулів вводу-виводу для віддаленої установки.
2) Герметизація IP65 / 67 / 69K, установка на основу або на передню панель: ця форма інтегрує HMI та контролер, а також використовує установку типу коромисла, яка може повністю відтворити ергономічні переваги пристрою, тому він стає все більш популярним. На додаток до контролю, ця форма може також інтегрувати функції ПК для запуску різних програм Microsoft Windows, таких як HMI, хоча тенденція веб-інтерфейсу HMI стає все більш очевидною. Порівняно з подібними контролерами, контролери, встановлені на основі, часто дорожчі, ніж панельні, вимагають перегородки з нержавіючої сталі та вищі вимоги до герметизації.
3) IP20, промисловий комп’ютер типу «шафа», з незалежним HMI: Подібно до інтегрованої форми, ця форма також може використовуватися як контролер з операційною системою реального часу, різними комп’ютерними операційними системами та мережевими службами. Контролер може бути незалежним, а промисловий комп’ютер призначений для неконтрольованих завдань, таких як граничні, туманні або хмарні обчислення. Бібліотеки історії, серіалізація та візуальна перевірка також є загальноприйнятими додатками. Постачальники вдосконалених засобів автоматизації можуть надати користувачам цілий ряд продуктів ПЛК, які відповідають різним потребам, наприклад, від мікро-ПЛК із фіксованим введенням-виводом, до ПЛК середнього рівня до модульних Системи PLC, які здатні обробляти тисячі операцій вводу-виводу.
Масштабованість
Хоча середовище розробки програмного забезпечення зазвичай пов'язане з апаратним забезпеченням (надмалі, мікро, середні та великі ПЛК), також можливо працювати в апаратно-незалежному середовищі розробки. Це означає, що спочатку можна запрограмувати проект, а потім вибрати або змінити апаратне забезпечення управління. Цю гнучкість можна поширити на типи двигунів та приводів. Низькочастотний степпер або інвертор може поділяти одну і ту ж програму з висококласним сервоприводом. Коли серія пристроїв розроблена для повторного використання ключових програмних елементів, вимоги до масштабованості є особливо критичними.
Продуктивність процесора
На вибір є багато типів - від низькопродуктивних до багатоядерних процесорів, але їх продуктивність буде збігатися між собою. Тому рекомендується співпрацювати з командою технічної підтримки та продажів постачальника технологій, щоб вибрати найкраще економічно ефективне рішення для очікуваних вимог до застосування, оскільки вони краще знають свою продукцію.В ідеалі, процесор повинен бути розширюваним, щоб програмне забезпечення управління могло бути сумісним із усіма продуктами лінійки продуктів контролерів. Постачальники технологій автоматизації підготують достатню інвентаризацію важливих компонентів для забезпечення доступності продукції та надання міграційних послуг для альтернативних варіантів.Крім того, необхідно визначити, чи потрібна безшумна робота, і очікувана температура навколишнього середовища для встановлення контролера. Інші варіанти охолодження включають вентилятори, кондиціонери, радіатори та водяне охолодження.
ОЗП
Твердотільна пам'ять стала дуже популярною в контролерах автоматизації, змінних носіях (таких як картки C-Fast) та постійно встановлених додатках, які є більш економічними. Перевага знімної пам’яті полягає в тому, що її можна легко замінити, зручно створювати та зберігати резервні копії та легко розширювати об’єм пам’яті.
Однак потрібно бути обережним при використанні промислових карток пам’яті та переконатися, що носій відповідає вимогам програми. Різні типи зберігання мають різний термін служби, який залежить від циклу читання та запису. Це також тема, яку потрібно обговорити з постачальниками засобів автоматизації.