Od uvođenja programibilnih logičkih kontrolera (PLC-ova), različiti automatizacijski kontroleri migrirali su u industrijske primjene, uključujući programabilne automatizirane kontrolere (PAC) i današnje rubne programabilne industrijske kontrolere (EPIC). Korisnici imaju više izbora u smislu cijene, otiska, gustoće ulaza/izlaza (I/O), kompatibilnosti fieldbus-a, komunikacija, mogućnosti programiranja i brzine obrade, a konkurencija među vodećim dobavljačima kontrolera je pojačana.
Za tržište je raznolikost često korisna, ali može biti i frustrirajuća za inženjere i krajnje korisnike. Odabir određene kontrolne platforme je dugoročna-ulaganje, s povezanim troškovima kao što su obuka i ugovori o podršci. Donositelji odluka žele dobiti svoj novac.
Ali prije nego što izrazimo podršku problemu, vrijedi pogledati kako se industrija razvija. Koje su pokretačke snage iza različitih trendova rješenja upravljanja? Kako se ti trendovi trenutno odvijaju? Kako korisnici mogu ulagati u automatizaciju u budućnosti kako bi osigurali uspjeh?
Evolucijski obrasci industrijskih regulatora
Proučavanjem napretka u automatizaciji i upravljanju tijekom posljednjih nekoliko desetljeća, jasno je vidjeti kako je niz specifičnih tehnoloških iteracija potaknuo razvoj novih I/O i kontrolnih značajki.
Na primjer, kada su razvijeni prvi I/O sustavi, uređaji za kontrolu polja i senzore također su se oslanjali na elektromagnetske i pneumatske komponente koje su bile ograničene fizičkim svojstvima koja bi ugrozila njihovu dugovječnost. Kompaktne komponente niskog-napona, kao što su-statički releji, dovele su do potrebe za više opcija za korisnike da integriraju I/O izravno u svoje sustave. To je dovelo do prvog modularnog I/O-a, u isto vrijeme kada su elektroničke tvrtke uvodile visoko-računalstvo u mainstream. Osjetljiva elektronika u ovim sustavima zahtijeva vanjski I/O kako bi komunicirala sa stvarnim svijetom. Ovo je bio prvi serijski adresabilni I/O stalak, koji je bio alternativa U/I baziranom na rack-u PLC-ovima.
Prelazak s namjenskih,-samostalnih I/O uređaja na modularni I/O i sabirnički I/O primjer je koncepta ponovne upotrebe u industrijskoj kontroli. Kontrolne platforme sljedeće-generacije uključuju ugrađeni I/O obradni sklop. Moduli su prošireni s 1 I/O kanala na 32 kanala, tako da sada imaju I/O ugrađene u PLC-ove i druge monolitne uređaje. U nekim slučajevima, uz pravilnu konfiguraciju, svaki I/O kanal može prihvatiti različite vrste signala.
Ovaj model pokazuje kako se inovacija širi kroz industriju: s vremenom pojedinačne inovacije postaju modularne, rade s drugim tehnologijama, a zatim se ugrađuju u te tehnologije kao dio novog inovacijskog ciklusa.
Za PLC i PAC, ovaj model nudi manje kontrolere i I/O module. Budući da su funkcije matematičkog i programskog procesora integrirane izravno u upravljačku ploču i druge uređaje kao što su I/O, odašiljači i mrežni pristupnici, ostvaruje se veća računalna snaga "po kvadratnom inču". Tijekom vremena, isti se obrazac odražava u migraciji novih ugrađenih komunikacijskih sučelja i standarda protokola na kontroler.
Međusobna konvergencija različitih tehnologija
Trend među-konvergencije isprepleten je s integracijskim ciklusom, a tehnološke inovacije izvan tržišta industrijske kontrole postupno se probijaju do kontrolera. Pogled na povijest I/O sabirnice pokazuje kako je ovaj trend doveo do razvoja novih značajki kontrolera.
Od I/O serijske sabirnice, proširenih paralelnih I/O sabirnica i drugih rješenja koja su omogućila mini- i mikro-računalima interakciju s I/O. To je također nadahnulo ideju razvoja-samostalnih I/O komunikacijskih procesora koji su odvojili I/O od računala i omogućili svakom računalu s komunikacijskim priključkom interakciju s njim.
Kako su se I/O moduli i procesori poboljšavali, rani hibridni kontroleri također su mogli pružiti analognu obradu signala, koja je u to vrijeme bila dostupna samo u distribuiranim sustavima upravljanja (DCS). Budući da programi ljestvičaste logike (programski jezik PLC-a) izvorno nisu bili namijenjeni rukovanju analognim formatima podataka, to je dovelo do stvaranja novih programskih jezika za hibridne kontrolere.
Zatim su niske{0}}cijenovne alternative IBM PC-u počele preplavljivati tržište. Budući da je računalo primarna kontrolna funkcija hibridnog sustava, to izaziva zabrinutost oko pouzdanosti. Dobavljačima je bilo značajno razviti industrijske-poboljšane alternative koje su kombinirale I/O, umrežavanje i komponente programiranja ranijih hibridnih rješenja u jedan sustav, koji je postao poznat kao PAC sustav. PAC je koristio isti procesor kao i osobno računalo i mogao je pružiti skup značajki koji je popunio prazninu između jeftine-cijenovne diskretne kontrole-temeljene na PLC-u i visoka-troškovna tržišna niša za kontrolu procesa-temeljena na DCS-u.
Inovacije u visoko-tehnološkim tvrtkama i tržištu osobnih računala otvorile su mogućnosti za industrijsku kontrolu. Ovaj trend počinje se ubrzavati zajedno s povećanjem konvergencije između područja operativne tehnologije (OT) i informacijske tehnologije (IT). Primjer je val mobilnih rješenja koji se pojavio posljednjih godina. To se također odražava u težnji za velikim podacima, analitikom u oblaku i podrškom za strojno učenje, tehnologijama rođenim izvan sektora industrijske automatizacije.
Kontrolori za budućnost
Kako se trend sve dublje i dublje tehnološke integracije, veće konvergencije među industrijama i veće povezanosti između uređaja i sustava nastavlja razvijati, što će nam donijeti kontroler budućnosti?
Kako bi inženjeri trebali donositi odluke kako bi bili u tijeku s tehnološkim trendovima i pomogli u povećanju koristi za svoje organizacije? Evo 3 savjeta koji će pomoći proizvodnim organizacijama da odaberu pravu tehnologiju upravljanja za postizanje svojih ciljeva.
1. Usredotočite se na dizajn, a ne na funkciju
Shvaćajući da će se tehnologija nastaviti poboljšavati tijekom vremena, postajući čvršće integrirana i ugrađena, potrebno je dati prioritet ulaganjima u sustave upravljanja koji se ne mogu lako ili brzo promijeniti. Inženjeri trebaju naglasiti arhitekturu upravljačkog sustava, a ne neke od današnjih-značajki koje privlače pažnju.
2. Tražite vanjske inovacije
Ako inženjeri dizajniraju sustave koji se razvijaju tijekom vremena i mogu ići u korak s digitalnom transformacijom, što zauzvrat smanjuje održavanje i preradu, to će impresionirati krajnje korisnike, koji će zapamtiti da tehnologija koja definira budućnost obično dolazi izvan industrije.
3. Budite otvorenog uma
Dok borba za tržišni udio u vlasničkim tehnologijama koči inovacije, podržavanje otvorenih standarda otvara beskrajne mogućnosti za svakoga. Povezivost je jedna od ciljanih metrika za industriju 4.0, a kako se povezanost povećava, inženjeri moraju ulagati u tehnologije koje mogu stvoriti mogućnosti za zajednički rad različitih sustava.