Ve srovnání s původním posláním programovatelného logického automatu (PLC) má automatizační automat mnohem více funkcí než výměna relé. Řadič nyní může integrovat logiku, pohyb, robotiku a komunikovat s jinými stroji a systémy pro správu. Výkon se může pohybovat od jednoduchých zařízení po vícejádrové procesory.
Rozdíl mezi tradičním PLC, programovatelným automatizačním řadičem (PAC) a průmyslovým řídicím počítačem (IPC) souvisí hlavně s výkonem a výkonem zpracování, ale hranice mezi nimi se postupně stírají. Z důvodu souladu s programovací specifikací Mezinárodní elektrotechnické komise (IEC) 61131-3 dosáhl řídicí software určitého stupně standardizace. Výkonný operační systém v reálném čase běžící na pozadí se vyhne závislosti na operačním systému Microsoft Windows. Proto termín&"; IPC-based control &"; může být přesnější, pokud se změní na&"; Intel nebo AMD &"; a může odrážet použité výkonné běžné procesory.
Vzhledem k tomu, že současné automatizační řadiče mohou kromě logického zpracování dělat i více věcí, může být PLCzastaralý termín. Protože všechny automatizační ovladače jsou programovatelné," P" v PAC se také zdá být nadbytečné. Řadič je v podstatě počítač, který může provozovat více operačních systémů (v reálném čase, Microsoft Windows a Linux) na stejném procesoru. IPC lze použít pro řízení, sběr dat a nové úkoly, které se neustále objevují, jako je edge computing.
Doba odezvy tradiční komunikace PLCI / O závisí na výkonu sítě, znecitlivěníuzlů, objem komunikace, výkon CPU a zatížení CPU; výkon může zlepšit použití přísnější integrace a otevřeného návrhu technologie IEC61131, centralizované správy softwaru a decentralizovaného provádění programu.
Úvahy o funkci řadiče
Ve stejném softwarovém prostředí a ve stejném programu se běh na stejném procesoru a koordinace funkcí všech strojů stává populárním trendem. To vyžaduje synchronizaci funkcí stroje a použití modulární struktury kódu, aby byl možný organizovaný a soudržný přístup. Některé oblasti nicméně nepotřebují tolik integrovaného ovládání, jako jsou jednoduché aplikace, neexistuje žádný plán rozšíření. Složitost a požadavky na výkon aplikace určují specifikace řadiče. Při výběru řadiče je třeba vzít v úvahu mnoho faktorů. V závislosti na aplikaci možná budete muset zvážit následující úvahy.
Logika
Základní požadavek na logické řízení je důvod, proč nadále voláme automatizační automaty PLC. PLC open je organizace odpovědná za udržování a rozšiřování rozsahu programovacího standardu IEC61131-3 a správu velkého množství znalostí, školení a knihoven. Aktivity organizace&# 39 jdou daleko za hranice logického řízení, včetně sportu, bezpečnosti, OPC unifikované architektury (UA), XML atd.
Víceosý pohyb
Podle různých požadavků, jako je složitost aplikace a synchronizace pohybu, může automatizační ovladač ovládat desítky nebo dokonce stovky pohybových os. S vývojem zákona Moore' a průmyslových standardů již nejsou potřeba nezávislé pohybové nebo robotické ovladače se speciálními pohybovými sítěmi.
Kybernetická bezpečnost
V Severní Americe je zabezpečení pevné sítě stále první volbou. Zařízení pro zabezpečení sítě a zařízení, které řídí stroj, běží ve stejné síti, což se ukázalo jako efektivní kontrolní funkce. Realizace zabezpečení sítě může být realizována z redundantního jádra na řídicím procesoru, do samostatného bezpečnostního řadiče a poté do bezpečnostního vstupu / výstupu (I / O) v malém systému. Kybernetická bezpečnost se vztahuje také na sportovní bezpečnost a funkce robotů, což umožňuje strojům pracovat v bezpečném režimu namísto přímého vypnutí, což může zajistit vynikající provozní efektivitu.
Integrace robotů
Stejný automatizační ovladač může integrovat více robotů Delta, SCARA robotů, kloubových a portálových robotů a dalších funkcí stroje. Kromě toho je možné provádět pohybové funkce v prostředí kompatibilním s normou IEC61131-3. Díky integrovanému algoritmu stohování do režimu montáže může vyhrazený ovladač robota i nadále poskytovat cenné funkce.
Monitorování stroje
Monitorování provozních podmínek strojů je klíčovou součástí předvídání plánů údržby a snižování neplánovaných prostojů. Regulátor lze kombinovat s různými existujícími senzory (jako jsou teplotní sondy a akcelerometry) pro monitorování aktuální situace. Než dojde ke katastrofické chybě, monitorování strojů také pomáhá detekovat anomálie. Monitorování energie lze také použít na použití stlačeného vzduchu, použití zemního plynu v ohřívačích a sušičkách a použití vody v procesu.
Zpracování dat
Automatizační řadič může být síť, server OPCUA a klient. Mají funkci shromažďování dat průmyslového internetu věcí (IIoT) a mohou přijímat pokyny z cloudu nebo terminálu k optimalizaci procesu. Řídicí jednotky automatizace obvykle odesílají data do systému pro provádění výroby (MES), plánování podnikových zdrojů (ERP), celkové účinnosti zařízení (OEE), modulu důvěryhodné platformy (TPM) a softwaru pro správu životního cyklu produktu (PLM). V prostředí IIoT je také velmi důležité přijímat užitečná analytická data.
Automatická konfigurace
Dříve bylo nutné nahrazovat nové součásti (například jednotky) ručně určit a načíst správnou verzi firmwaru zařízení. Nyní může automatizační řídicí jednotka automaticky číst zařízení a připomenout technikovi, aby provedl nezbytná nastavení bez ručního zásahu.
Komunikační schopnost
V současné době mají i levné řadiče jeden nebo více ethernetových komunikačních portů pro komunikaci s HMI, systémy pro správu, programováním a dalšími úkoly, které nejsou časově důležité. Pro řadič je již velmi běžné podporovat určitý typ průmyslového ethernetového protokolu, jako je EtherNet / IP, EtherCAT, Powerlink, Profinet atd., Aby se vytvořila deterministická síť. Bohužel v současné době neexistuje žádný všeobecně uznávaný průmyslový ethernetový standard, který by poskytoval vysokorychlostní a deterministickou komunikaci vhodnou pro řízení strojůVývoj sítí citlivých na čas (TSN) však přinesl velká očekávání. TSN společně s OPCUA a OPCUA Pub-Sub (Pub-Sub) přinese větší jistotu ethernetovým standardům IEEE802. Alliance pro průmyslový internet pro ni vytvořila testovací zařízení a podílelo se na něm mnoho dodavatelů průmyslové automatizace, aby prokázali proveditelnost TSN v komunikaci mezi stroji.TSN je velmi důležité, hlavně proto, aby IIoT fungovalo, je nutné realizovat interoperabilitu komunikace mezi různými řídicími platformami v továrně, podniku a na cloudu. Pokud je potřeba sériové rozhraní, mělo by být specificky definováno, protože sériová komunikace je aktuálně méně používaná.
Instalační formulář
Následují 3 nejběžnější typy instalace automatizačních ovladačů.
1) IP20, instalace do rozvaděče: Toto je běžně používaný instalační formulář pro tradiční PLC. K dispozici je samostatný HMI, obvykle využívající integrované I / O instalační moduly pro backplane / rail nebo I / O moduly pro vzdálenou instalaci.
2) IP65 / 67 / 69K těsnění, instalace na základnu nebo na přední panel: Tento formulář integruje HMI a ovladač a přijímá kolébkovou instalaci, která může plně hrát ergonomické výhody zařízení, takže je stále populárnější. Kromě ovládání může tento formulář integrovat také funkce PC pro spouštění různých aplikací systému Microsoft Windows, jako je HMI, ačkoli trend webového HMI je stále zřetelnější. Ve srovnání s podobnými řadiči jsou řadiče umístěné na základně často dražší než řadové, vyžadují přepážky z nerezové oceli a vyšší požadavky na utěsnění.
3) IP20, průmyslový počítač skříňové konstrukce, s nezávislým HMI: Stejně jako integrovaný formulář lze tento formulář použít také jako řadič s operačním systémem v reálném čase, různými operačními systémy pro počítače a síťovými službami. Řadič může být nezávislý a průmyslový počítač je určen pro nekontrolní úkoly, jako je edge, fog nebo cloud computing. Knihovny historie, serializace a vizuální kontrola jsou také běžnými aplikacemi. Pokročilí dodavatelé automatizace mohou uživatelům poskytnout řadu produktů PLC, které splňují různé potřeby, například od mikro PLC s pevnými I / O, přes PLC středního rozsahu až po modulární PLC systémy, které zvládnou tisíce I / O.
Škálovatelnost
Ačkoli vývojové prostředí softwaru obvykle souvisí s hardwarem (ultramalé, mikro, střední a velké PLC), je také možné pracovat ve vývojovém prostředí nezávislém na hardwaru. To znamená, že lze nejprve naprogramovat projekt a poté vybrat nebo změnit řídicí hardware. Tuto flexibilitu lze rozšířit na typy motorů a pohonů. Low-end stepper nebo invertor mohou sdílet stejný program s high-end servem. Když je řada zařízení navržena tak, aby umožňovala opětovné použití klíčových softwarových prvků, jsou obzvláště důležité požadavky na škálovatelnost.
Výkon CPU
Na výběr je mnoho typů od low-end až po vícejádrové procesory, ale jejich výkon se bude navzájem překrývat. Proto se doporučuje spolupracovat s týmem technické podpory a prodejního inženýra poskytovatele technologie na výběru nejlepšího nákladově efektivního řešení pro očekávané požadavky aplikace, protože lépe znají své produkty.V ideálním případě by procesor měl být rozšiřitelný, aby mohl být ovládací software kompatibilní se všemi produkty v produktové řadě řadičů. Dodavatelé automatizační technologie připraví dostatečný soupis důležitých komponent, aby zajistili dostupnost produktu a poskytli migrační služby pro alternativy.Kromě toho je nutné určit, zda je vyžadován tichý provoz a očekávaná teplota okolí pro instalaci regulátoru. Mezi další možnosti chlazení patří ventilátory, klimatizace, radiátory a vodní chlazení.
RAM
Polovodičová paměť se stala velmi populární v automatizačních řadičích, vyměnitelných médiích (jako jsou karty C-Fast) a trvale nainstalovaných aplikacích, které jsou nákladově citlivější. Výhodou vyměnitelné paměti je, že ji lze snadno vyměnit, je vhodné vytvářet a ukládat zálohy a snadno rozšiřovat kapacitu paměti.
Při používání průmyslových paměťových karet však musíte být opatrní a ujistit se, že médium splňuje specifikace požadované aplikací. Různé typy úložišť mají různou životnost, která závisí na cyklu čtení a zápisu. Toto je také téma, které je třeba projednat s dodavateli automatizace.