Jämfört med det ursprungliga uppdraget för den programmerbara logiska styrenheten (PLC) har automatiseringsregulatorn mycket fler funktioner än att ersätta reläet. Nu kan styrenheten integrera logik, rörelse, robotik och kommunicera med andra maskiner och hanteringssystem. Prestanda kan variera från enkla enheter till processorer med flera kärnor.
Skillnaden mellan traditionell PLC, programmerbar automatiseringsregulator (PAC) och industriell styrdator (IPC) är främst relaterad till processorkraft och prestanda, men gränserna mellan dem blir suddiga. På grund av överensstämmelse med International Electro Technical Commission (IEC) 61131-3 programmeringsspecifikation har styrprogramvaran uppnått en viss grad av standardisering. Det kraftfulla realtidsoperativsystemet som körs i bakgrunden undviker beroendet av Microsoft Windows-operativsystemet. Därför är termen" IPC-baserad kontroll" kan vara mer exakt om den ändras till" Intel-baserad eller AMD-baserad" och kan återspegla de kraftfulla vanliga processorerna som används.
Eftersom nuvarande automatiseringsregulatorer kan göra fler saker förutom logisk bearbetning kan PLC vara deten föråldrad term. Eftersom alla automatiseringsstyrenheter är programmerbara är" P" i PAC verkar också vara överflödig. Styrenheten är i grunden en dator som kan köra flera operativsystem (realtid, Microsoft Windows och Linux) på samma processor. IPC kan användas för kontroll, datainsamling och nya uppgifter som ständigt dyker upp, till exempel edge computing.
Svarstiden för traditionell PLCI / O-kommunikation beror på nätverksprestanda, bedövadnoder, kommunikationsvolym, CPU-prestanda och CPU-belastning; Användningen av strängare integration och öppen IEC61131-teknologidesign, centraliserad programvaruhantering och decentraliserat programkörning kan förbättra prestanda.
Överväganden om styrfunktion
I samma programvarumiljö och samma program blir det en populär trend att köra på samma processor och samordna funktionerna på alla maskiner. Detta kräver synkronisering av maskinfunktioner och användning av en modulär kodstruktur för att möjliggöra en organiserad och sammanhängande strategi. Icke desto mindre behöver vissa områden inte så mycket integrerad kontroll, till exempel enkla applikationer, det finns ingen expansionsplan. Applikationens komplexitet och prestanda avgör styrenhetens specifikationer. Det finns många faktorer att tänka på när man väljer en styrenhet. Beroende på applikation kan du behöva överväga följande överväganden.
Logik
Den grundläggande efterfrågan på logisk kontroll är varför vi fortsätter att kalla automatiseringsstyrenheter PLC. PLC open är en organisation som ansvarar för att upprätthålla och utöka omfattningen av IEC61131-3-programmeringsstandarden och hantera en stor mängd kunskap, utbildning och bibliotek. Organisationens&# 39: s aktiviteter går långt bortom logisk kontroll, inklusive sport, säkerhet, OPC-enhetlig arkitektur (UA), XML, etc.
Fleraxlig rörelse
Enligt olika krav som applikationskomplexitet och rörelsessynkronisering kan automatiseringsstyrenheten styra dussintals eller till och med hundratals rörelseaxlar. Med utvecklingen av Moore&39: s lag- och industristandarder behövs inte längre oberoende rörelse- eller robotstyrenheter med dedikerade rörelsesnätverk.
Cybersäkerhet
I Nordamerika är trådbunden nätverkssäkerhet fortfarande förstahandsvalet. Nätverkssäkerhetsanläggningen och utrustningen som styr maskinen körs i samma nätverk, vilket har visat sig vara en effektiv kontrollfunktion. Förverkligandet av nätverkssäkerhet kan realiseras från den redundanta kärnan på styrprocessorn, till den separata säkerhetsstyrenheten och sedan till säkerhetsingången / utgången (I / O) i det lilla systemet. Cybersäkerhet sträcker sig också till sportsäkerhet och robotfunktioner, vilket gör det möjligt för maskiner att arbeta i säkert läge istället för att stängas av direkt, vilket kan ge utmärkt driftseffektivitet.
Robotintegration
Samma automatiseringsstyrenhet kan integrera flera Delta-robotar, SCARA-robotar, ledade robotar och andra robotfunktioner. Dessutom är det möjligt att utföra rörelsesfunktioner i en IEC61131-3-kompatibel miljö. På grund av den inbyggda staplingsalgoritmen till monteringsläget kan den dedikerade robotkontrollen fortsätta att tillhandahålla värdefulla funktioner.
Maskinövervakning
Övervakning av maskinens driftsförhållanden är en viktig del i att förutsäga underhållsscheman och minska oplanerad stilleståndstid. Styrenheten kan kombineras med olika befintliga sensorer (som temperatursonder och accelerometrar) för att övervaka den faktiska situationen. Innan ett katastrofalt fel inträffar hjälper maskinövervakning också att upptäcka avvikelser. Energiovervakning kan också tillämpas på användningen av tryckluft, användningen av naturgas i värmare och torktumlare och användningen av vatten i processen.
Databehandling
Automationsstyrenheten kan vara ett nätverk, en OPCUA-server och en klient. De har funktionen att samla in data från Industrial Internet of Things (IIoT) och kan få instruktioner från molnet eller terminalen för att optimera processen. Automationsstyrenheter skickar vanligtvis data till tillverkningsutförandesystemet (MES), företagsresursplanering (ERP), övergripande utrustningseffektivitet (OEE), betrodd plattformsmodul (TPM) och produktlivscykelhantering (PLM). I IIoT-miljön är det också mycket viktigt att ta emot användbara analysdata.
Automatisk konfiguration
Tidigare var det nödvändigt att manuellt bestämma och ladda in rätt firmwareversion för att byta ut nya komponenter (till exempel enheter). Nu kan automatiseringsregulatorn automatiskt läsa av utrustningen och påminna teknikern att göra nödvändiga justeringar utan manuellt ingripande.
Kommunikationsförmåga
Idag har till och med lågkostnadsstyrenheter en eller flera Ethernet-kommunikationsportar för att kommunicera med HMI, hanteringssystem, programmering och andra icke-tidskritiska uppgifter. För styrenheten är det redan mycket vanligt att stödja en viss typ av industriellt Ethernet-protokoll, som EtherNet / IP, EtherCAT, Powerlink, Profinet, etc., för att bilda ett deterministiskt nätverk. Tyvärr finns det för närvarande ingen allmänt erkänd industriell Ethernet-standard som kan tillhandahålla snabb, deterministisk kommunikation som är lämplig för maskinstyrningUtvecklingen av Time Sensitive Networks (TSN) har dock medfört stora förväntningar. TSN, tillsammans med OPCUA och OPCUA Pub-Sub (Pub-Sub), kommer att ge mer säkerhet till IEEE802-serien av Ethernet-standarder. Industrial Internet Alliance har inrättat en testbädd för den, och många leverantörer av industriell automatisering har deltagit i den för att bevisa genomförbarheten av TSN i kommunikation mellan maskin och maskin.TSN är mycket viktigt, främst för att IIoT ska fungera är det nödvändigt att inse driftskompatibiliteten för kommunikation mellan olika kontrollplattformar i fabriken, företaget och i molnet. Om ett seriellt gränssnitt behövs bör det definieras specifikt eftersom seriekommunikation för närvarande används mindre.
Installationsformulär
Följande är de tre vanligaste typerna av installation av automatiseringsstyrenheter.
1) IP20, skåpinstallation: Detta är ett vanligt installationsformulär för traditionella PLC: er. Det finns en separat HMI som vanligtvis använder integrerade I / O-moduler för bakplan / järnväg eller fjärrinstallation.
2) IP65 / 67 / 69K tätning, bas- eller frontpanelinstallation: Den här formen integrerar HMI och styrenhet och antar vipptypsinstallation, vilket kan ge full spel till de ergonomiska fördelarna med enheten, så den har blivit mer och mer populär. Förutom kontroll kan detta formulär också integrera PC-funktioner för att köra olika Microsoft Windows-applikationer, till exempel HMI, även om trenden med webbaserad HMI blir mer och mer uppenbar. Jämfört med liknande styrenheter är basmonterade styrenheter ofta dyrare än panelmonterade, kräver bafflar av rostfritt stål och högre tätningskrav.
3) IP20, industriell dator med skåp, med oberoende HMI: Precis som en integrerad form kan denna blankett också användas som en styrenhet med ett realtidsoperativsystem, olika datoroperativsystem och nättjänster. Styrenheten kan vara oberoende och industridatorn är dedikerad till icke-kontrolluppgifter som kant-, dimma- eller molndatorer. Historikbibliotek, serialisering och visuell inspektion är också vanliga applikationer. Avancerade automatiseringsleverantörer kan förse användare med ett antal PLC-produkter som uppfyller olika behov, till exempel från mikro-PLC: er med fast I / O, till mellanliggande PLC: er till modulära PLC-system som kan hantera tusentals I / O.
Skalbarhet
Även om mjukvaruutvecklingsmiljön vanligtvis är relaterad till hårdvara (ultra-små, mikro, medelstora och stora PLC: er) är det också möjligt att arbeta i en hårdvaruoberoende utvecklingsmiljö. Detta innebär att projektet kan programmeras först och sedan kan styrhårdvaran väljas eller ändras. Denna flexibilitet kan utvidgas till att omfatta motor- och drivenheter. Steg eller växelriktare av låg kvalitet kan dela samma program med avancerad servo. När en serie enheter är utformade för att möjliggöra återanvändning av viktiga programelement är skalbarhetskrav särskilt kritiska.
CPU-prestanda
Det finns många typer att välja mellan, från low-end till multi-core-processorer, men deras prestanda överlappar varandra. Därför rekommenderas det att samarbeta med teknisk support- och säljtekniker från teknikleverantören för att välja den bästa kostnadseffektiva lösningen för de förväntade applikationskraven, eftersom de känner till sina produkter bättre.Helst bör processorn vara utbyggbar så att kontrollprogramvaran kan vara kompatibel med alla produkter på produktens produktlinje. Leverantörer av automatiseringsteknik kommer att förbereda tillräckligt med inventering av viktiga komponenter för att säkerställa produkttillgänglighet och tillhandahålla migreringstjänster för alternativ.Dessutom är det nödvändigt att avgöra om tyst drift krävs och den förväntade omgivningstemperaturen för installation av styrenheten. Andra kylalternativ inkluderar fläktar, luftkonditioneringsapparater, radiatorer och vattenkylning.
Bagge
Solid-state-minne har blivit mycket populärt i automationsstyrenheter, flyttbara media (som C-Fast-kort) och permanent installerade applikationer som är mer kostnadsberoende. Fördelen med borttagbart minne är att det enkelt kan bytas ut, det är bekvämt att göra och lagra säkerhetskopior och det är enkelt att utöka minneskapaciteten.
Du måste dock vara försiktig när du använder industriella minneskort och se till att mediet uppfyller specifikationerna som krävs i applikationen. Olika lagringstyper har olika livslängd, vilket beror på läs- och skrivcykeln. Detta är också ett ämne som måste diskuteras med automatiseringsleverantörer.