Sammenlignet med den programmerbare logiske controllers (PLC) oprindelige mission har automatiseringscontrolleren langt flere funktioner end udskiftning af relæet. Nu kan controlleren integrere logik, bevægelse, robotteknologi og kommunikere med andre maskiner og ledelsessystemer. Ydeevnen kan variere fra simple enheder til multi-core-processorer.
Forskellen mellem traditionel PLC, programmerbar automatiseringscontroller (PAC) og industriel kontrolcomputer (IPC) er hovedsageligt relateret til processorkraft og ydeevne, men grænserne mellem dem er gradvist udviskede. På grund af overholdelse af Den Internationale Elektrotekniske Kommission (IEC) 61131-3 programmeringsspecifikation har kontrolsoftwaren opnået en vis grad af standardisering. Det effektive operativsystem i realtid, der kører i baggrunden, undgår afhængigheden af Microsoft Windows-operativsystemet. Derfor kan udtrykket "IPC-baseret kontrol" være mere præcist, hvis det ændres til "Intel-baseret eller AMD-baseret" og kan afspejle de kraftfulde mainstream-processorer, der bruges.
Da nuværende automatiseringscontrollere kan gøre flere ting ud over logisk behandling, kan PLCet forældet udtryk. Da alle automatiseringscontrollere kan programmeres, synes "P" i PAC også at være overflødigt. Controlleren er dybest set en computer, der kan køre flere operativsystemer (real-time, Microsoft Windows og Linux) på samme processor. IPC kan bruges til kontrol, dataindsamling og nye opgaver, der konstant opstår, f.eks.
Responstiden for traditionel PLCI/O-kommunikation afhænger af netværkets ydeevne, følelsesløser af noder, kommunikationsvolumen, CPU-ydeevne og CPU-belastning; Brugen af strengere integration og åbent IEC61131-teknologidesign, centraliseret softwarestyring og decentraliseret programkørsel kan forbedre ydeevnen .
Overvejelser i forbindelse med controllerfunktion
I det samme softwaremiljø og det samme program er det ved at blive en populær trend at køre på den samme processor og koordinere funktionerne i alle maskiner. Dette kræver synkronisering af maskinfunktioner og brug af en modulær kodestruktur for at muliggøre en organiseret og sammenhængende tilgang. Ikke desto mindre har nogle områder ikke brug for så meget integreret kontrol, såsom enkle applikationer, at der ikke er nogen udvidelsesplan. Kompleksiteten og ydelseskravene i applikationen bestemmer controllerens specifikationer. Der er mange faktorer at overveje, når du vælger en controller. Afhængigt af applikationen skal du muligvis overveje følgende overvejelser.
logik
Den grundlæggende efterspørgsel efter logikkontrol er grunden til, at vi fortsætter med at kalde automatiseringscontrollere PLC. PLC open er en organisation, der er ansvarlig for at vedligeholde og udvide omfanget af IEC61131-3 programmeringsstandarden og styre en stor mængde viden, uddannelse og biblioteker. Organisationens aktiviteter går langt ud over omfanget af logisk kontrol, herunder sport, sikkerhed, OPC unified architecture (UA), XML osv.
Bevægelse med flere akser
I henhold til forskellige krav såsom applikationskompleksitet og bevægelsessynkronisering kan automatiseringscontrolleren styre snesevis eller endda hundreder af bevægelsesakser. Med udviklingen af Moores lov- og industristandarder er uafhængige bevægelses- eller robotcontrollere med dedikerede bevægelsesnetværk ikke længere nødvendige.
Cybersikkerhed
I Nordamerika er kabelforbundet netværkssikkerhed stadig det første valg. Netværkssikkerhedsfaciliteten og det udstyr, der styrer maskinen, kører på det samme netværk, hvilket har vist sig at være en effektiv kontrolfunktion. Realiseringen af netværkssikkerhed kan realiseres fra den redundante kerne på kontrolprocessoren, til den separate sikkerhedscontroller og derefter til sikkerhedsindgangen / output (I / O) i det lille system. Cybersikkerhed omfatter også sportssikkerhed og robotfunktioner, så maskiner kan fungere i en fejlsikret tilstand i stedet for at lukke direkte ned, hvilket kan give fremragende driftseffektivitet.
Robotintegration
Den samme automatiseringscontroller kan integrere flere Delta-robotter, SCARA-robotter, leddelte og portalrobotter og andre maskinfunktioner. Derudover er det muligt at udføre bevægelsesfunktioner i et IEC61131-3-kompatibelt miljø. På grund af den indbyggede stablingsalgoritme til samlingstilstanden kan den dedikerede robotcontroller fortsætte med at levere værdifulde funktioner.
Overvågning af maskiner
Overvågning af maskiners driftsforhold er en vigtig del af at forudsige vedligeholdelsesplaner og reducere uplanlagt nedetid. Controlleren kan kombineres med forskellige eksisterende sensorer (såsom temperatursonder og accelerometre) for at overvåge den faktiske situation. Før der opstår en katastrofal fejl, hjælper maskinovervågning også med at opdage uregelmæssigheder. Energiovervågning kan også anvendes på brugen af trykluft, brugen af naturgas i varmeapparater og tørretumblere og brugen af vand i processen.
databehandling
Automatiseringscontrolleren kan være et netværk, en OPCUA-server og en klient. De har til opgave at indsamle IIoT-data (Industrial Internet of Things) og kan modtage instruktioner fra skyen eller terminalen for at optimere processen. Automatiseringscontrollere sender normalt data til MES (Manufacturing Execution System), ERP (Enterprise Resource Planning), OEE (Overall Equipment Efficiency), TPM (Trusted Platform Module) og PLM-software (Product LifeCycle Management). I IIoT-miljøet er det også meget vigtigt at modtage nyttige analysedata.
Automatisk konfiguration
Tidligere skulle udskiftning af nye komponenter (f.eks. drev) manuelt bestemme og indlæse den korrekte firmwareversion for enheden. Nu kan automatiseringscontrolleren automatisk aflæse udstyret og minde teknikeren om at foretage de nødvendige justeringer uden manuel indgriben.
Kommunikationsevne
I dag har selv lavpriscontrollere en eller flere Ethernet-kommunikationsporte til at kommunikere med HMI, administrationssystemer, programmering og andre ikke-tidskritiske opgaver. For controlleren er det allerede meget almindeligt at understøtte en bestemt type industriel Ethernet-protokol, såsom EtherNet / IP, EtherCAT, Powerlink, Profinet osv., for at danne et deterministisk netværk. Desværre er der i øjeblikket ingen universelt anerkendt industriel Ethernet-standard, der kan levere højhastigheds-, deterministisk kommunikation egnet til maskinstyring.. Udviklingen af Time Sensitive Networks (TSN) har imidlertid givet store forventninger. TSN vil sammen med OPCUA og OPCUA Pub-Sub (Pub-Sub) skabe større sikkerhed for IEEE802-serien af Ethernet-standarder. Industrial Internet Alliance har oprettet en testbed for det, og mange industrielle automatiseringsleverandører har deltaget i det for at bevise gennemførligheden af TSN i maskin-til-maskine kommunikation.TSN er meget vigtig, hovedsageligt fordi det for at IIoT kan fungere, er nødvendigt at realisere interoperabiliteten af kommunikation mellem forskellige kontrolplatforme på fabrikken, virksomheden og på skyen. Hvis der er behov for en seriel grænseflade, skal den defineres specifikt, fordi seriel kommunikation i øjeblikket bruges mindre.
Installationsformular
Følgende er de 3 mest almindelige typer installation af automatiseringscontrollere.
1) IP20, kabinet installation: Dette er en almindeligt anvendt installationsform for traditionelle PLC'er. Der er en separat HMI, som regel ved hjælp af integrerede, backplane / jernbane installation I / O, eller fjerninstallation I / O moduler.
2) IP65/67/69K forsegling, base eller frontpanel installation: Denne form integrerer HMI og controller, og vedtager rocker type installation, som kan give fuld spiller til de ergonomiske fordele ved enheden, så det er blevet mere og mere populære. Ud over kontrol kan denne formular også integrere pc-funktioner til at køre forskellige Microsoft Windows-programmer, f.eks. Sammenlignet med lignende controllere er basemonterede controllere ofte dyrere end panelmonterede, kræver rustfri stålplader og højere tætningskrav.
3) IP20, kabinet type industriel computer, med uafhængige HMI: Ligesom en integreret formular, kan denne formular også bruges som en controller med en real-time operativsystem, forskellige edb-operativsystemer og netværkstjenester. Controlleren kan være uafhængig, og den industrielle computer er dedikeret til ikke-kontrolopgaver som kant-, tåge- eller cloud computing. Oversigtsbiblioteker, serialisering og visuel inspektion er også almindelige programmer. Avancerede automatiseringsleverandører kan give brugerne en række PLC-produkter, der opfylder forskellige behov, f.eks. fra mikro-PLC'er med fast I/O til mellemklasse-PLC'er til modulære PLC-systemer, der kan håndtere tusindvis af I/Os.000.
skalerbarhed
Selvom softwareudviklingsmiljøet normalt er relateret til hardware (ultra-små, mikro-, mellem- og store PLC'er), er det også muligt at arbejde i et hardwareuafhængigt udviklingsmiljø. Det betyder, at projektet kan programmeres først, og derefter kan kontrolhardwaren vælges eller ændres. Denne fleksibilitet kan udvides til motor- og drevtyper. Den lave ende stepper eller inverter kan dele det samme program med high-end servo. Når en række enheder er designet til at tillade genbrug af vigtige softwareelementer, er skalerbarhedskrav særligt kritiske.
CPU-ydeevne
Der er mange typer fra low-end til multi-core processorer at vælge imellem, men deres ydeevne vil overlappe hinanden. Derfor anbefales det at samarbejde med teknologileverandørens tekniske support- og salgsingeniørteam for at vælge den bedste omkostningseffektive løsning til de forventede applikationskrav, fordi de kender deres produkter bedre.Ideelt set bør processoren kunne udvides, så kontrolsoftwaren kan være kompatibel med alle produkter på controllerens produktlinje. Leverandører af automatiseringsteknologi vil udarbejde tilstrækkeligt lager over vigtige komponenter til at sikre produkttilgængelighed og levere migreringstjenester til alternativer.Derudover er det nødvendigt at afgøre, om lydløs drift er påkrævet, og den forventede omgivelsestemperatur til installation af controlleren. Andre kølemuligheder omfatter ventilatorer, klimaanlæg, radiatorer og vandkøling.
vædder
Solid state-hukommelse er blevet meget populær i automatiseringscontrollere, flytbare medier (f.eks. C-Fast-kort) og permanent installerede programmer, der er mere omkostningsfølsomme. Fordelen ved aftagelig hukommelse er, at den let kan udskiftes, det er praktisk at lave og gemme sikkerhedskopier, og det er let at udvide hukommelseskapaciteten.
Du skal dog være forsigtig, når du bruger industrielle hukommelseskort, og sørg for, at mediet opfylder de specifikationer, der kræves af applikationen. Forskellige lagertyper har forskellig levetid, hvilket afhænger af læse- og skrivecyklussen. Dette er også et emne, der skal diskuteres med automatiseringsleverandører.