Pramoniniai valdikliai: praeitis, dabartis ir ateitis
Nuo programuojamų loginių valdiklių (PLC) atsiradimo įvairūs automatikos valdikliai perėjo į pramonines programas, įskaitant programuojamus automatikos valdiklius (PAC) ir šiuolaikinius programuojamus pramoninius valdiklius (EPIC). Padidėjusi konkurencija tarp pirmaujančių valdiklių tiekėjų, nes vartotojai turi daugiau pasirinkimo išlaidų, ploto, įvesties/išvesties (I/O) tankio, lauko magistralės suderinamumo, ryšių, programavimo galimybių ir apdorojimo greičio atžvilgiu.
Rinkai įvairovė dažnai yra naudinga, tačiau ji taip pat gali būti varginanti inžinieriams ir galutiniams vartotojams. Valdymo platformos pasirinkimas yra ilgalaikė investicija su susijusiomis išlaidomis, tokiomis kaip mokymo ir paramos sutartys. Politikos formuotojai nori gauti savo pinigų vertę už įdėtus pinigus.
Tačiau prieš išreikšdami palaikymą šiam klausimui, pažiūrėkime, kaip vystosi pramonė. Kas yra skirtingų valdymo sprendimų plėtros tendencijų varomoji jėga? Kaip šios tendencijos veikia dabar? Kaip vartotojai investuos į automatizavimą ateityje, kad užtikrintų sėkmę?
Pramoninių valdiklių evoliucijos režimas
Tyrinėjant pažangą automatizavimo ir valdymo srityje per pastaruosius kelis dešimtmečius, aiškiai matyti, kaip kai kurios konkrečių technologijų iteracijos skatina naujų I/O ir valdymo funkcijų kūrimą.
Pavyzdžiui, kai buvo sukurtos pirmosios įvesties / išvesties sistemos, lauko valdymo ir jutimo įranga taip pat rėmėsi elektromagnetiniais ir pneumatiniais komponentais, kuriuos ribojo fizinės savybės, kurios turėjo įtakos jų naudojimo trukmei. Kompaktiški žemos įtampos komponentai, tokie kaip kietojo kūno relės, skatina vartotojus reikalauti daugiau galimybių integruoti I/O tiesiai į savo sistemas. Dėl to atsirado pirmasis modulinis įvestis / išvestis, o tuo pačiu metu elektronikos įmonės patraukė aukštųjų technologijų skaičiavimą į pagrindinį srautą. Šių sistemų jautriai elektronikai reikia išorinio įvesties / išvesties, kad ji galėtų sąveikauti su realiu pasauliu. Tai pirmasis nuosekliai adresuojamas įvesties/išvesties stovas, kuris yra alternatyva stovo pagrindu veikiančiam I/O PLC įrenginiuose.
Nuo tam skirtų nepriklausomų įvesties/išvesties įrenginių iki modulinio įvesties/išvesties iki magistralės įvesties/išvesties – viskas atspindi pramoninio valdymo multipleksavimo koncepciją. Naujos kartos valdymo platformose yra integruota įvesties / išvesties apdorojimo grandinė. Moduliai išsiplėtė nuo 1 įvesties/išvesties kanalo iki 32 kanalų, o dabar įvesties/išvesties jungtis yra integruotos į PLC ir kitus atskirus įrenginius. Kai kuriais atvejais, tinkamai sukonfigūravus, kiekvienas įvesties/išvesties kanalas gali priimti įvairių tipų signalus.
Šis modelis parodo, kaip inovacijos plinta visoje pramonės šakoje: laikui bėgant atskiros inovacijos tampa modulinės, bendradarbiaujančios su kitomis technologijomis, o vėliau įterpiamos į tas technologijas ir tampa naujo inovacijų ciklo dalimi.
PLC ir PAC šis režimas suteikia mažesnius valdiklius ir I/O modulius. Didesnė skaičiavimo galia pasiekiama „kvadratiniame colyje“, nes matematikos ir programavimo procesoriaus funkcijos yra integruotos tiesiai į valdymo plokštes ir kitus įrenginius, tokius kaip įvesties / išvesties, siųstuvai ir tinklo šliuzai. Laikui bėgant, tas pats modelis atsispindi naujos įterptosios ryšio sąsajos ir protokolo standartų perkėlimui į valdiklius.
Įvairių technologijų sintezė
Abipusės integracijos tendencija persipina su integracijos ciklu, o technologinės inovacijos už pramonės kontrolės rinkos ribų pamažu įėjo į valdiklį. Žvelgiant į magistralės I/O istoriją, matosi, kaip ši tendencija paskatino naujų valdiklio funkcijų kūrimą.
Iš nuosekliosios magistralės I/O yra lygiagrečios I/O magistralės ir kiti sprendimai, leidžiantys mini ir mikrokompiuteriams sąveikauti su I/O. Tai taip pat įkvėpė idėją sukurti atskirą I/O ryšio procesorių, kuris atskirtų I/O nuo kompiuterio, kad su juo galėtų sąveikauti bet kuris kompiuteris, turintis ryšio prievadą.
Tobulėjant įvesties/išvesties moduliams ir procesoriams, ankstyvieji hibridiniai valdikliai taip pat suteikė analoginio signalo apdorojimo galimybes, kurios tuo metu buvo prieinamos tik paskirstytose valdymo sistemose (DCS). Kadangi pradinė kopėčių logikos programų (PLC programavimo kalbos) paskirtis nebuvo tvarkyti analoginių duomenų formatų, tai paskatino sukurti naują programavimo kalbą hibridiniams valdikliams.
Tada rinką pradėjo užtvindyti pigios IBM PC alternatyvos. Kadangi kompiuteris yra pagrindinė hibridinės sistemos valdymo funkcija, kilo problemų dėl patikimumo. Tiekėjui buvo svarbu sukurti pramonei pritaikytą alternatyvą, kuri apjungtų ankstesnių hibridinių sprendimų I/O, tinklo ir programavimo komponentus į vieną sistemą, kuri vėliau taptų PAC sistema. PAC naudoja tą patį procesorių kaip ir asmeninis kompiuteris ir gali pateikti funkcijų rinkinį, kuris užpildo nišą tarp pigaus, PLC pagrįsto diskretiško valdymo ir brangaus, DCS pagrįsto proceso valdymo.
Naujovės aukštųjų technologijų įmonėse ir asmeninių kompiuterių rinka suteikė galimybių plėtoti pramonės valdymą. Ši tendencija pradeda spartėti didėjant operacinių technologijų (OT) ir informacinių technologijų (IT) sričių konvergencijai. Paimkime, pavyzdžiui, pastaraisiais metais iškilusią mobiliųjų sprendimų bangą. Tai taip pat atsispindi pastangoje palaikyti didelius duomenis, debesų analizę ir mašininį mokymąsi – technologijas, gimusias už pramonės automatizavimo ribų.
Ateičiai atsparūs valdikliai
Tęsiant gilesnės technologijų integracijos, didesnės pramonės konvergencijos ir geresnio įrenginių bei sistemų jungiamumo tendenciją, ką mums duos ateities valdikliai?
Kaip turėtų būti atrenkami inžinieriai, siekiant užtikrinti, kad jie galėtų neatsilikti nuo technologijų tendencijų ir padėti įmonėms gauti kuo daugiau pinigų už savo pinigus? Šie 3 pasiūlymai gali padėti gamintojams pasirinkti tinkamą valdymo technologiją savo tikslams pasiekti.
1 Sutelkite dėmesį į dizainą, o ne į funkciją
Žinant, kad laikui bėgant technologijos tobulės ir taps glaudžiau integruotos bei įterptos, būtina teikti pirmenybę investicijoms į valdymo sistemas, kurios negali lengvai ar greitai keistis. Inžinieriai turi pabrėžti valdymo sistemos architektūrą, o ne kai kurias šiandienines akį traukiančias savybes.
2 Ieškokite išorinių naujovių
Jei inžinieriai kuria sistemas, kurios laikui bėgant gali tobulėti, kad neatsiliktų nuo skaitmeninės transformacijos, sumažintų techninę priežiūrą ir pertvarkymą, tai gali padaryti įspūdį galutiniams vartotojams, kurie prisimins, kad technologija, kuri lemia ateitį, dažnai ateina iš už pramonės ribų .
3. Būkite atviri
Kova dėl patentuotų technologijų rinkos dalies trukdo naujovėms, o parama atviriems standartams atveria galimybes kiekvienam. Ryšys yra viena iš 4 pramonės šakos tikslinių metrikų.{1}}, o didėjant ryšiui inžinieriai turi investuoti į technologijas, kurios sukuria galimybes skirtingoms sistemoms dirbti kartu.