V porovnaní s pôvodným poslaním programovateľného logického radiča (PLC) má automatizovaný radič oveľa viac funkcií ako výmena relé. Teraz môže radič integrovať logiku, pohyb, robotiku a komunikovať s inými strojmi a systémami riadenia. Výkon sa môže pohybovať od jednoduchých zariadení po viacjadrové procesory.
Rozdiel medzi tradičným PLC, programovateľným automatizačným radičom (PAC) a priemyselným riadiacim počítačom (IPC) súvisí hlavne s výkonom a výkonom spracovania, hranice medzi nimi sa však postupne stierajú. V súlade s programovou špecifikáciou Medzinárodnej elektrotechnickej komisie (IEC) 61131-3 dosiahol riadiaci softvér určitý stupeň štandardizácie. Výkonný operačný systém v reálnom čase bežiaci na pozadí sa vyhýba závislosti od operačného systému Microsoft Windows. Preto termín&"; Kontrola založená na IPC &"; môže byť presnejšia, ak sa zmení na&"; Intel alebo AMD &"; a môže odrážať použité výkonné bežné procesory.
Pretože súčasné automatizačné ovládače dokážu okrem logického spracovania aj viac vecí, môže to byť PLCzastaraný termín. Pretože všetky automatizačné kontroléry sú programovateľné, sú" P" v PAC sa tiež javí ako nadbytočné. Ovládač je v podstate počítač, ktorý dokáže spustiť viac operačných systémov (v reálnom čase, Microsoft Windows a Linux) na rovnakom procesore. IPC možno použiť na riadenie, zhromažďovanie údajov a nové úlohy, ktoré sa neustále objavujú, ako napríklad edge computing.
Čas odozvy tradičnej PLCI / O komunikácie závisí od výkonu siete, znecitlivenieer uzlov, komunikačný objem, výkon CPU a zaťaženie CPU; výkon môže zlepšiť použitie prísnejšej integrácie a otvoreného návrhu technológie IEC61131, centralizovanej správy softvéru a decentralizovaného vykonávania programu.
Úvahy o funkcii radiča
V rovnakom softvérovom prostredí a rovnakom programe sa beh na rovnakom procesore a koordinácia funkcií všetkých strojov stáva populárnym trendom. To si vyžaduje synchronizáciu funkcií stroja a použitie modulárnej štruktúry kódu, aby bol možný organizovaný a súdržný prístup. Niektoré oblasti napriek tomu nepotrebujú toľko integrovaného riadenia, ako sú napríklad jednoduché aplikácie, neexistuje žiadny plán rozšírenia. Zložitosť a výkonové požiadavky aplikácie určujú technické parametre radiča. Pri výbere ovládača je potrebné zohľadniť veľa faktorov. V závislosti od aplikácie možno budete musieť zvážiť nasledujúce úvahy.
Logika
Základnou požiadavkou na logické riadenie je dôvod, prečo naďalej voláme automatizačné regulátory PLC. PLC open je organizácia zodpovedná za udržiavanie a rozširovanie rozsahu programovacieho štandardu IEC61131-3 a správu veľkého množstva vedomostí, školení a knižníc. Aktivity organizácie&# 39 idú ďaleko nad rámec logického riadenia, vrátane športu, bezpečnosti, OPC unifikovanej architektúry (UA), XML atď.
Viacosový pohyb
Podľa rôznych požiadaviek, ako je zložitosť aplikácie a synchronizácia pohybu, môže automatizačný radič ovládať desiatky alebo dokonca stovky pohybových osí. S vývojom právnych predpisov a priemyselných štandardov spoločnosti Moore&# 39 už nie sú potrebné nezávislé pohybové alebo robotické ovládače so špecializovanými pohybovými sieťami.
Kyber ochrana
V Severnej Amerike je zabezpečenie pevnou sieťou stále prvou voľbou. Zabezpečenie siete a zariadenie, ktoré riadi stroj, bežia na rovnakej sieti, čo sa preukázalo ako efektívna riadiaca funkcia. Realizáciu sieťovej bezpečnosti je možné realizovať z redundantného jadra na riadiacom procesore, zo samostatného bezpečnostného radiča a potom z bezpečnostného vstupu / výstupu (I / O) v malom systéme. Kybernetická bezpečnosť sa rozširuje aj na športovú bezpečnosť a funkcie robotov, čo umožňuje strojom pracovať v bezpečnom režime namiesto priameho vypínania, čo môže zabezpečiť vynikajúcu prevádzkovú efektivitu.
Robotická integrácia
Rovnaký automatizačný radič môže integrovať viac robotov Delta, SCARA robotov, kĺbových a portálových robotov a ďalšie funkcie strojov. Okrem toho je možné vykonávať pohybové funkcie v prostredí kompatibilnom s normou IEC61131-3. Vďaka zabudovanému algoritmu stohovania v režime montáže môže vyhradený ovládač robota naďalej poskytovať cenné funkcie.
Monitorovanie strojov
Monitorovanie prevádzkových podmienok strojov je kľúčovou súčasťou predvídania plánov údržby a znižovania neplánovaných prestojov. Regulátor je možné kombinovať s rôznymi existujúcimi snímačmi (napríklad teplotnými sondami a akcelerometrami) na sledovanie skutočnej situácie. Predtým, ako dôjde ku katastrofickej poruche, pomáha strojové monitorovanie tiež zistiť anomálie. Monitorovanie energie sa môže vzťahovať aj na použitie stlačeného vzduchu, použitie zemného plynu v ohrievačoch a sušičkách a použitie vody v tomto procese.
Spracovanie dát
Automatizačným radičom môže byť sieť, server OPCUA a klient. Majú funkciu zhromažďovania údajov o priemyselnom internete vecí (IIoT) a môžu prijímať pokyny z cloudu alebo terminálu na optimalizáciu procesu. Automatizačné radiče zvyčajne odosielajú údaje do systému na vykonávanie výroby (MES), plánovania podnikových zdrojov (ERP), celkovej efektívnosti zariadení (OEE), modulu dôveryhodnej platformy (TPM) a softvéru na správu životného cyklu produktu (PLM). V prostredí IIoT je tiež veľmi dôležité prijímať užitočné analytické údaje.
Automatická konfigurácia
Predtým bolo pri výmene nových komponentov (napríklad jednotiek) potrebné manuálne určiť a načítať správnu verziu firmvéru zariadenia. Teraz môže automatizačný radič automaticky načítať zariadenie a pripomínať technikovi, aby vykonal potrebné úpravy bez manuálneho zásahu.
Komunikačná schopnosť
V súčasnosti majú dokonca aj nízkonákladové ovládače jeden alebo viac komunikačných portov Ethernet na komunikáciu s HMI, systémami riadenia, programovaním a inými úlohami, ktoré nie sú časovo náročné. Pre radič je už veľmi bežné podporovať určitý typ priemyselného ethernetového protokolu, napríklad EtherNet / IP, EtherCAT, Powerlink, Profinet atď., Aby sa vytvorila deterministická sieť. Bohužiaľ v súčasnosti neexistuje všeobecne uznávaný priemyselný štandard Ethernet, ktorý by mohol poskytovať vysokorýchlostnú a deterministickú komunikáciu vhodnú na riadenie strojovRozvoj sietí citlivých na čas (TSN) však priniesol veľké očakávania. TSN spolu s OPCUA a OPCUA Pub-Sub (Pub-Sub) prinesie väčšiu istotu ethernetovým štandardom IEEE802. Aliancia pre priemyselný internet pre ňu zriadila testovaciu základňu a zúčastnilo sa na nej veľa dodávateľov priemyselnej automatizácie, aby preukázali uskutočniteľnosť TSN v komunikácii medzi strojmi.TSN je veľmi dôležité, hlavne preto, aby IIoT fungovalo, je potrebné realizovať interoperabilitu komunikácie medzi rôznymi riadiacimi platformami v továrni, podniku a na cloude. Ak je potrebné sériové rozhranie, malo by sa to konkrétne definovať, pretože sériová komunikácia je v súčasnosti menej využívaná.
Inštalačný formulár
Nasledujú 3 najbežnejšie typy inštalácie automatizačných regulátorov.
1) IP20, inštalácia do skrinky: Toto je bežne používaný inštalačný formulár pre tradičné PLC. Existuje samostatné HMI, ktoré zvyčajne používa integrálne I / O inštalačné moduly pre backplane / rail alebo I / O moduly pre vzdialenú inštaláciu.
2) Tesnenie IP65 / 67 / 69K, inštalácia na základný alebo predný panel: Táto forma integruje HMI a ovládač a využíva vahadlovú inštaláciu, ktorá môže plne hrať ergonomické výhody zariadenia, takže je čoraz populárnejšia. Okrem ovládacích prvkov môže tento formulár integrovať aj funkcie počítača na spustenie rôznych aplikácií systému Microsoft Windows, napríklad HMI, hoci trend webového HMI je čoraz zrejmejší. V porovnaní s podobnými ovládačmi sú regulátory namontované na základni často nákladnejšie ako panelové, vyžadujú usmerňovače z nehrdzavejúcej ocele a vyššie požiadavky na utesnenie.
3) IP20, priemyselný počítač so skriňovým typom, s nezávislým HMI: Rovnako ako integrovaný formulár je možné tento formulár použiť aj ako radič s operačným systémom v reálnom čase, rôznymi operačnými systémami pre počítače a sieťovými službami. Ovládač môže byť nezávislý a priemyselný počítač je určený na neriadiace úlohy, ako sú hranové, hmlové alebo cloudové výpočty. Knižnice histórie, serializácia a vizuálna kontrola sú tiež bežnými aplikáciami. Pokročilí dodávatelia automatizácie môžu používateľom poskytnúť celý rad produktov PLC, ktoré vyhovejú rôznym potrebám, napríklad od mikro PLC s pevnými I / O, cez PLC strednej triedy až po modulárne PLC systémy, ktoré zvládnu tisíce I / O.
Škálovateľnosť
Aj keď je vývojové prostredie softvéru zvyčajne spojené s hardvérom (ultramalé, mikro, stredné a veľké PLC), je možné pracovať aj vo vývojovom prostredí nezávislom od hardvéru. To znamená, že najskôr je možné naprogramovať projekt a potom zvoliť alebo zmeniť ovládací hardvér. Túto flexibilitu je možné rozšíriť na typy motorov a pohonov. Low-end stepper alebo invertor môžu zdieľať rovnaký program so špičkovým servomotorom. Keď je séria zariadení navrhnutá tak, aby umožňovala opätovné použitie kľúčových softvérových prvkov, sú obzvlášť dôležité požiadavky na škálovateľnosť.
Výkon procesora
Na výber je veľa typov od low-end až po viacjadrové procesory, ale ich výkon sa bude navzájom prekrývať. Preto sa odporúča spolupracovať s tímom technickej podpory a predaja technikom poskytovateľa technológie na výbere najlepšieho nákladovo efektívneho riešenia pre očakávané aplikačné požiadavky, pretože lepšie poznajú svoje produkty.V ideálnom prípade by mal byť procesor rozšíriteľný tak, aby bol ovládací softvér kompatibilný so všetkými výrobkami z produktovej rady radičov. Dodávatelia automatizačnej technológie pripravia dostatočný inventár dôležitých komponentov, aby zabezpečili dostupnosť produktu a poskytli migračné služby pre alternatívy.Ďalej je potrebné určiť, či je potrebný tichý chod a očakávanú teplotu okolia pre inštaláciu regulátora. Medzi ďalšie možnosti chladenia patria ventilátory, klimatizácia, radiátory a vodné chladenie.
RAM
Polovodičová pamäť sa stala veľmi populárnou v automatizačných ovládačoch, vymeniteľných médiách (napríklad kartách C-Fast) a v trvale nainštalovaných aplikáciách, ktoré sú cenovo citlivejšie. Výhodou vymeniteľnej pamäte je, že sa dá ľahko vymeniť, je vhodné vytvárať a ukladať zálohy a ľahko rozširovať kapacitu pamäte.
Pri používaní priemyselných pamäťových kariet však musíte byť opatrní a ubezpečiť sa, že médium spĺňa špecifikácie požadované aplikáciou. Rôzne typy úložísk majú rôznu životnosť, ktorá závisí od cyklu čítania a zápisu. Toto je tiež téma, ktorú je potrebné prediskutovať s dodávateľmi automatizácie.