Od zavedenia programovateľných logických ovládačov (PLC) sa do priemyselných aplikácií migrovalo množstvo automatizačných ovládačov, vrátane programovateľných automatizačných ovládačov (PAC) a dnešných okrajových programovateľných priemyselných ovládačov (EPIC). Používatelia majú viac možností, pokiaľ ide o náklady, pôdorys, hustotu vstupu/výstupu (I/O), kompatibilitu so zbernicou, komunikáciu, možnosti programovania a rýchlosť spracovania a konkurencia medzi poprednými dodávateľmi ovládačov sa zintenzívnila.
Pre trh je rôznorodosť často prospešná, no môže byť aj frustrujúca pre inžinierov a koncových používateľov. Výber konkrétnej riadiacej platformy je-dlhodobá investícia so súvisiacimi výdavkami, ako sú zmluvy na školenie a podporu. Osoby s rozhodovacou právomocou chcú získať svoje peniaze.
Pred vyjadrením podpory problému sa však oplatí pozrieť sa, ako sa toto odvetvie vyvíja. Aké sú hnacie sily rôznych trendov riešení riadenia? Ako sa tieto trendy aktuálne vyvíjajú? Ako môžu používatelia v budúcnosti investovať do automatizácie, aby zabezpečili úspech?
Evolučné vzory priemyselných ovládačov
Pri skúmaní pokroku v automatizácii a riadení za posledných niekoľko desaťročí je jasné, ako množstvo špecifických technologických iterácií poháňalo vývoj nových I/O a riadiacich funkcií.
Napríklad, keď boli vyvinuté prvé I/O systémy, zariadenia na riadenie a snímanie poľa sa tiež spoliehali na elektromagnetické a pneumatické komponenty, ktoré boli obmedzené fyzikálnymi vlastnosťami, ktoré by ohrozili ich životnosť. Kompaktné, nízkonapäťové -komponenty, ako napríklad polovodičové{2}} relé, vyvolali potrebu ďalších možností pre používateľov na integráciu I/O priamo do ich systémov. To viedlo k prvému modulárnemu I/O v rovnakom čase, keď elektronické spoločnosti priniesli high{4}}tech výpočtovú techniku do hlavného prúdu. Citlivá elektronika v týchto systémoch vyžadovala externé I/O, aby mohla interagovať s reálnym svetom. Toto bol prvý sériovo adresovateľný I/O rack, ktorý bol alternatívou k rackovým -vstupom/výstupom v PLC.
Prechod od vyhradených,{0}}samostatných I/O zariadení k modulárnym I/O na zbernicové I/O je príkladom konceptu opätovného použitia v priemyselnom riadení. Riadiace platformy ďalšej-generácie zahŕňajú vstavané obvody na spracovanie I/O. Moduly sa rozšírili z 1 I/O kanálu na 32 kanálov a teraz majú I/O zabudované do PLC a iných monolitických zariadení. V niektorých prípadoch pri správnej konfigurácii môže každý I/O kanál akceptovať rôzne typy signálov.
Tento model demonštruje, ako sa inovácie šíria v rámci odvetvia: postupom času sa jednotlivé inovácie stanú modulárnymi, spolupracujú s inými technológiami a potom sa do týchto technológií začlenia ako súčasť nového inovačného cyklu.
Pre PLC a PAC tento model poskytuje menšie ovládače a I/O moduly. Pretože funkcie matematického a programovacieho procesora sú integrované priamo do riadiacej dosky a iných zariadení, ako sú I/O, vysielače a sieťové brány, je realizovaný väčší výpočtový výkon „na štvorcový palec“. Postupom času sa rovnaký vzor odráža v migrácii nových vstavaných komunikačných rozhraní a protokolových štandardov na kontrolér.
Vzájomná konvergencia rôznych technológií
Trend k vzájomnej{0}}konvergencii je prepojený s integračným cyklom a technologické inovácie z oblastí mimo priemyselného riadiaceho trhu sa postupne dostávajú do riadiacich jednotiek. Pohľad na históriu zbernicových I/O ukazuje, ako tento trend viedol k vývoju nových funkcií ovládača.
Od sériovej zbernice I/O, rozšírených paralelných I/O zberníc a ďalších riešení, ktoré umožnili interakciu mini- a mikro{1}}počítačov s I/O. To tiež inšpirovalo myšlienku vývoja samostatných-komunikačných procesorov I/O, ktoré oddeľujú vstupy a výstupy od počítača a umožňujú interakciu akéhokoľvek počítača s komunikačným portom.
Ako sa I/O moduly a procesory zdokonaľovali, prvé hybridné riadiace jednotky boli schopné poskytovať aj spracovanie analógového signálu, ktoré bolo v tom čase dostupné iba v distribuovaných riadiacich systémoch (DCS). Keďže programy rebríkovej logiky (programovací jazyk PLC) neboli pôvodne určené na spracovanie analógových dátových formátov, viedlo to k vytvoreniu nových programovacích jazykov pre hybridné riadiace jednotky.
Potom začali trh zaplavovať-lacné alternatívy k počítačom IBM. Keďže PC je primárnou riadiacou funkciou hybridného systému, vyvoláva to obavy o spoľahlivosť. Pre dodávateľov bolo dôležité vyvinúť odvetvové-vylepšené alternatívy, ktoré kombinovali vstupno-výstupné, sieťové a programovacie komponenty predchádzajúcich hybridných riešení do jedného systému, ktorý sa stal známym ako systém PAC. PAC používal rovnaký procesor ako PC a mohol poskytnúť sadu funkcií, ktorá vyplnila medzeru medzi nízkym-nákladom, PLC-založeným diskrétnym riadením a vysoko{7}}nákladové{8}}riadenie procesov založené na DCS.
Inovácie v špičkových{0}}tech spoločnostiach a na trhu s počítačmi otvorili príležitosti pre priemyselné riadenie. Tento trend sa začína zrýchľovať spolu so zvyšujúcou sa konvergenciou medzi oblasťami operačných technológií (OT) a informačných technológií (IT). Príkladom je vlna mobilných riešení, ktorá sa objavila v posledných rokoch. Odráža sa to aj v snahe o veľké dáta, cloudovú analytiku a podporu strojového učenia, čo sú technológie, ktoré vznikli mimo sektora priemyselnej automatizácie.
Ovládače pre budúcnosť
Čo nám prinesie kontrolér budúcnosti, keďže sa neustále vyvíja trend smerom k hlbšej a hlbšej integrácii technológií, väčšej konvergencii medzi odvetviami a väčšej konektivite medzi zariadeniami a systémami?
Ako by sa mali inžinieri rozhodovať, aby zostali na vrchole technologických trendov a pomohli maximalizovať výhody pre ich organizácie? Tu sú 3 tipy, ktoré pomôžu výrobným organizáciám vybrať si správnu riadiacu technológiu na dosiahnutie svojich cieľov.
1. Zamerajte sa na dizajn, nie na funkciu
Uvedomujúc si, že technológia sa bude v priebehu času naďalej zlepšovať, bude čoraz pevnejšie integrovaná a začlenená, je potrebné uprednostniť investície do riadiacich systémov, ktoré sa nedajú ľahko alebo rýchlo zmeniť. Inžinieri musia klásť dôraz skôr na architektúru riadiaceho systému než na niektoré -príťažlivé prvky súčasnosti.
2. Hľadajte externé inovácie
Ak inžinieri navrhnú systémy, ktoré sa časom vyvíjajú a dokážu držať krok s digitálnou transformáciou, čo následne znižuje nároky na údržbu a prerábanie, zapôsobí to na koncových používateľov, ktorí si zapamätajú, že technológia, ktorá definuje budúcnosť, zvyčajne pochádza mimo odvetvia.
3. Majte otvorenú myseľ
Zatiaľ čo boj o trhový podiel v proprietárnych technológiách bráni inováciám, podpora otvorených štandardov otvára nekonečné možnosti pre každého. Konektivita je jednou z cieľových metrík pre Industry 4.0 a so zvyšujúcou sa konektivitou musia inžinieri investovať do technológií, ktoré môžu vytvárať príležitosti pre spoluprácu rôznych systémov.